2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В этом разделе нельзя создавать новые темы.

Если Вы хотите задать новый вопрос, то не дописывайте его в существующую тему, а создайте новую в корневом разделе "Помогите решить/разобраться (М)".

Если Вы зададите новый вопрос в существующей теме, то в случае нарушения оформления или других правил форума Ваше сообщение и все ответы на него могут быть удалены без предупреждения.

Не ищите на этом форуме халяву, правила запрещают участникам публиковать готовые решения стандартных учебных задач. Автор вопроса обязан привести свои попытки решения и указать конкретные затруднения.

Обязательно просмотрите тему Правила данного раздела, иначе Ваша тема может быть удалена или перемещена в Карантин, а Вы так и не узнаете, почему.



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Расширение выражения с N на R+ (truncated normal distr)
Сообщение13.11.2022, 18:07 


23/12/07
1763
Пусть $\varphi_{m}(x) = \frac{1}{\sqrt{2\pi}}e^{-\frac{(x-m)^2}{2}}$ (которую, в частности, можно рассматривать как плотность нормального распределения с матожиданием $m$ и единичной дисперсией). И пусть последовательность чисел $m_1, m_2,...$ такова, что любую частичную сумму первых $n$ членов можно найти аналитически, а именно, $\sum_{i=1}^n m_i = f(n)$, где $f = f(u)$ - некоторая функция.
Тогда из известного факта о свертках (или, аналогично, из известного факта о плотности суммы независимых случайных величин), вытекает, что

\begin{align*}\frac{1}{\left(2\pi n\right)^\frac{1}{2}}e^{-\frac{\left(x-f(n)\right)^2}{2 n}} &\\&= [\varphi_{m_1}\ast  \varphi_{m_2} \ast \dots  \ast \varphi_{m_n}](x) \\&= \int\limits_{-\infty}^\infty\dots\int\limits_{-\infty}^\infty e^{- \frac{\left(x_1 - f(1) - 0\right)^2}{2} - \frac{\left((x_2 - f(2)) - (x_1 - f(1))\right)^2}{2} - \dots -   \frac{\left((x - f(n)) - (x_{n-1} - f(n-1))\right)^2}{2}}d x_1 \dots d x_{n-1} \\&= 
 \int\limits_{-\infty}^\infty\dots\int\limits_{-\infty}^\infty e^{- \frac{1}{2}(X - F)^\top A (X - F) }d x_1 \dots d x_{n-1},  \end{align*}
где $X, F, A$ - соответствующие вектора и матрица. (Прим. Фактически получается выражение для одномерной маргинальной плотности некоторого $n$-мерного нормального распределения).

Интересует следующий вопрос: самое левое выражение как функция от $n$ естественным образом допускает расширение области определения на все положительные вещественные числа (прямой заменой $n$ на вещественные числа). Отсюда вытекает, что и выражения с интегралами тоже допускают такое расширение (хотя непонятно, как его определить без непосредственного вычисления интегралов). Вопрос: существует ли такое расширение и для случая, когда в соответствующих интегралах пределы интегрирования заменены на $(0, \infty)$ (Прим. В этом случае это получается маргинальная плотность так называемого multivariate truncated normal distribution)?

 Профиль  
                  
 
 Re: Расширение выражения с N на R+ (truncated normal distr)
Сообщение14.11.2022, 19:53 


23/12/07
1763
На всякий случай, уточню контекст вопроса:
допустим, мы имеем $n$-мерное нормально распределение с параметрами $(F,A)$ из исходного поста. Допустим, далее, мы захотели рассмотреть интегралы вида:
\begin{align*} 
I(x;n) =  \int\limits_{-\infty}^\infty\dots\int\limits_{-\infty}^\infty e^{- \frac{1}{2}(X - F)^\top A (X - F) }d x_1 \dots d x_{n-1},  \end{align*}
и найти аналитическое приближение для их конечных сумм:
$S(x;N) = \sum_{n=1}^N I(x;n)$.
Для этого можно было бы попробовать использовать формулу суммирования Эйлера, но нужно, чтобы $I(x;n)$ как выражение от натурального $n$ можно было рассматривать как функцию действительного аргумента на натуральных числах. В этом случае $S(x;N) \approx \int I(x;t)dt$. Поскольку $I(x;n) =\frac{1}{\left(2\pi n\right)^\frac{1}{2}}e^{-\frac{\left(x-f(n)\right)^2}{2 n}} $, то проблем нет. Но! В моей задаче рассматриваются интегралы немного другого вида (с измененными нижними пределами):
\begin{align*} 
J(x;n) =  \int\limits_{0}^\infty\dots\int\limits_{0}^\infty e^{- \frac{1}{2}(X - F)^\top A (X - F) }d x_1 \dots d x_{n-1},  \end{align*}
и мне уже непонятно, можно ли схожие рассуждения провести.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 2 ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group