WikiDer > Markazsiz chi-kvadrat taqsimot

Noncentral chi-squared distribution
Markaziy bo'lmagan chi-kvadrat
Ehtimollar zichligi funktsiyasi
Chi-Squared- (markaziy bo'lmagan) -pdf.png
Kümülatif taqsimlash funktsiyasi
Chi-Squared- (markaziy bo'lmagan) -cdf.png
Parametrlar

erkinlik darajasi

markaziy bo'lmagan parametr
Qo'llab-quvvatlash
PDF
CDF bilan Marcum Q funktsiyasi
Anglatadi
Varians
Noqulaylik
Ex. kurtoz
MGF
CF

Yilda ehtimollik nazariyasi va statistika, markazsiz chi-kvadrat taqsimot (yoki markazsiz chi-kvadrat taqsimot, markazsiz tarqatish) a markazsiz umumlashtirish ning xi-kvadrat taqsimot. Bu ko'pincha paydo bo'ladi quvvatni tahlil qilish null taqsimot (ehtimol asimptotik) xi-kvadrat taqsimot bo'lgan statistik testlar; Bunday testlarning muhim misollari quyidagilardir ehtimollik nisbati testlari.

Fon

Ruxsat bering bo'lishi k mustaqil, odatda taqsimlanadi vositalari bilan tasodifiy o'zgaruvchilar va birlik farqlari. Keyin tasodifiy o'zgaruvchi

markazsiz chi-kvadrat taqsimotiga ko'ra taqsimlanadi. Ikkita parametr mavjud: sonini belgilaydigan erkinlik darajasi (ya'ni soni ) va bu tasodifiy o'zgaruvchilarning o'rtacha qiymati bilan bog'liq tomonidan:

ba'zan deb nomlanadi markazsizlik parametri. E'tibor bering, ba'zi bir ma'lumotnomalar aniqlanadi boshqa yo'llar bilan, masalan yuqoridagi yig'indining yarmi yoki uning kvadrat ildizi.

Ushbu taqsimot paydo bo'ladi ko'p o'zgaruvchan statistika ning lotin sifatida ko'p o'zgaruvchan normal taqsimot. Markaziy bo'lsa-da xi-kvadrat taqsimot bu kvadrat norma a tasodifiy vektor bilan taqsimot (ya'ni, kelib chiqishdan to shu taqsimotdan tasodifiy olingan nuqtaga kvadratik masofa), markaziy bo'lmagan bilan tasodifiy vektorning kvadratik normasi tarqatish. Bu yerda uzunlikning nol vektori k, va bo'ladi identifikatsiya matritsasi hajmi k.

Ta'rif

The ehtimollik zichligi funktsiyasi (pdf) tomonidan berilgan

qayerda chi-kvadrat shaklida taqsimlanadi erkinlik darajasi.

Ushbu vakolatxonadan markazsiz chi-kvadrat taqsimot Puasson og'irligi bilan ajralib turadi aralash markaziy chi-kvadrat taqsimotlari. Tasodifiy o'zgaruvchi deylik J bor Poissonning tarqalishi o'rtacha bilan , va shartli taqsimlash ning Z berilgan J = men bilan to'rtburchaklar k + 2men erkinlik darajasi. Keyin shartsiz tarqatish ning Z bilan markaziy bo'lmagan kvadratchalar mavjud k erkinlik darajasi va markaziy bo'lmagan parametr .

Shu bilan bir qatorda, pdf-ni quyidagicha yozish mumkin

qayerda o'zgartirilgan Bessel funktsiyasi tomonidan berilgan birinchi turdagi

Orasidagi munosabatdan foydalanib Bessel funktsiyalari va gipergeometrik funktsiyalar, pdf-ni quyidagicha yozish mumkin:[1]

Siegel (1979) bu ishni muhokama qiladi k = 0 maxsus (nol darajadagi erkinlik), bu holda tarqatish nolga teng diskret komponentga ega.

Xususiyatlari

Lahzani yaratish funktsiyasi

The moment hosil qiluvchi funktsiya tomonidan berilgan

Lahzalar

Birinchi bir nechta xom lahzalar ular:

Birinchi bir necha markaziy lahzalar ular:

The nth kumulyant bu

Shuning uchun

Kümülatif taqsimlash funktsiyasi

Shunga qaramay, markaziy va markazdan tashqari chi-kvadrat taqsimotlari orasidagi bog'liqlik yordamida kümülatif taqsimlash funktsiyasi (CD) quyidagicha yozilishi mumkin

qayerda bilan markaziy chi-kvadrat taqsimotning kümülatif taqsimlash funktsiyasi k tomonidan berilgan erkinlik darajasi

va qaerda bo'ladi pastki to'liq bo'lmagan gamma funktsiyasi.

The Marcum Q funktsiyasi CD-ni ifodalash uchun ham foydalanish mumkin.[2]

Yaqinlashish (shu jumladan kvantillar uchun)

Abdel-Aty[3] ("birinchi taxminiy" sifatida) markaziy bo'lmagan Wilson-Hilferty yaqinlashmasidan kelib chiqadi:

taxminan odatda taqsimlanadi, ya'ni,

bu juda aniq va markazsizlikka moslashgan. Shuningdek, bo'ladi uchun , (markaziy) chi-kvadrat ish.

Sankaran[4] qatorlarini muhokama qiladi yopiq shakl taxminlar uchun kümülatif taqsimlash funktsiyasi. Oldingi maqolada,[5] u quyidagi taxminni keltirib chiqardi va aytdi:

qayerda

belgisini bildiradi kümülatif taqsimlash funktsiyasi ning standart normal taqsimot;

Ushbu va boshqa taxminlar keyingi darslikda muhokama qilinadi.[6]

Berilgan ehtimollik uchun ushbu formulalar osongina teskari o'girilib, mos keladigan yaqinlashishni ta'minlaydi , taxminiy kvantillarni hisoblash uchun.

PDF-ning chiqarilishi

Ehtiyotlik zichligi funktsiyasini chiqarish quyidagi bosqichlarni bajarish orqali eng oson amalga oshiriladi:

  1. Beri birlik dispersiyalariga ega, ularning qo'shilish taqsimoti sferik nosimmetrik bo'lib, joy o'zgarishiga qadar.
  2. Sharsimon simmetriya shundan iboratki, ning taqsimlanishi vositaga faqat kvadrat uzunlik orqali bog'liq, . Umumiylikni yo'qotmasdan, biz buni qabul qilishimiz mumkin va .
  3. Endi ning zichligini oling (ya'ni k = 1 holat). Tasodifiy o'zgaruvchilarning oddiy o'zgarishi shuni ko'rsatadiki
qayerda standart normal zichlik.
  1. Kengaytiring xushchaqchaq Teylor seriyasidagi atama. Bu Poisson vaznli aralashmaning zichligini aks ettiradi k = 1. Yuqoridagi ketma-ketlikdagi chi-kvadrat tasodifiy o'zgaruvchilar ko'rsatkichlari 1 + 2 ga tengmen Ushbu holatda.
  2. Va nihoyat, umumiy ish uchun. Biz umumiylikni yo'qotmasdan, deb taxmin qildik standart normal va shunga o'xshashdir bor markaziy chi-kvadrat taqsimot (bilank - 1) mustaqillik darajalari . Uchun zaharlangan aralashmaning vakolatxonasidan foydalanish , va chi-kvadrat tasodifiy o'zgaruvchilar yig'indisi ham chi-kvadrat bo'lishi natijani yakunlaydi. Seriyadagi ko'rsatkichlar (1 + 2)men) + (k − 1) = k + 2men kerak bo'lganda.

Tegishli tarqatishlar

  • Agar bu kvadrat tarqatildi keyin shuningdek, markaziy bo'lmagan kvadratchalar taqsimlanadi:
  • Mustaqil markazsiz chi-kvadrat o'zgaruvchilarning chiziqli birikmasi , bo'ladi umumlashtirilgan xi-kvadrat taqsimlangan.
  • Agar va va dan mustaqildir keyin a markazsiz F- tarqatilgan o'zgaruvchan sifatida ishlab chiqilgan
  • Agar , keyin
  • Agar , keyin oladi Guruch taqsimoti parametr bilan .
  • Oddiy taxminiy:[7] agar , keyin tarqatishda ham yoki .
  • Agar va , qayerda mustaqil qayerda .
  • Umuman olganda, cheklangan to'plam uchun , bu markaziy bo'lmagan kvadratik taqsimlangan tasodifiy o'zgaruvchilar yig'indisi taqsimotga ega qayerda . Buni moment hosil qiluvchi funktsiyalar yordamida quyidagicha ko'rish mumkin: ning mustaqilligi bilan tasodifiy o'zgaruvchilar. Mahsulotga chi kvadratning markaziy bo'lmagan taqsimoti uchun MGFni ulash va yangi MGFni hisoblash kerak - bu mashq sifatida qoldirilgan. Shu bilan bir qatorda uni yuqoridagi fon qismidagi izohlash orqali farqlari 1 va ko'rsatilgan vositalar bilan mustaqil ravishda normal taqsimlangan tasodifiy o'zgaruvchilar kvadratlari yig'indisi sifatida ko'rish mumkin.
  • The murakkab bo'lmagan chi-kvadrat taqsimot radioaloqa va radar tizimlarida dasturlarga ega.[iqtibos kerak] Ruxsat bering mustaqil skalar bo'ling murakkab tasodifiy o'zgaruvchilar markazsiz dumaloq simmetriya bilan, degan ma'noni anglatadi va birlik farqlari: . Keyin haqiqiy tasodifiy o'zgaruvchi murakkab bo'lmagan chi-kvadrat taqsimotiga ko'ra taqsimlanadi:

qayerda

Transformatsiyalar

Sankaran (1963) shaklning o'zgarishini muhokama qiladi. U kengayishlarni tahlil qiladi kumulyantlar ning muddatgacha va quyidagi tanlovlar ekanligini ko'rsatadi oqilona natijalar berish:

  • ning ikkinchi kumulyantini hosil qiladi taxminan mustaqil
  • ning uchinchi kumulyantini hosil qiladi taxminan mustaqil
  • ning to'rtinchi kumulyantini hosil qiladi taxminan mustaqil

Bundan tashqari, oddiyroq o'zgartirish sifatida ishlatilishi mumkin o'zgaruvchanlikni barqarorlashtiruvchi transformatsiya o'rtacha qiymat bilan tasodifiy o'zgaruvchini ishlab chiqaradi va dispersiya .

Ushbu transformatsiyalardan foydalanishga salbiy sonlarning kvadrat ildizlarini olish zarurati to'sqinlik qilishi mumkin.

Turli xil va chi-kvadrat taqsimotlari
IsmStatistik
xi-kvadrat taqsimot
markazsiz chi-kvadrat taqsimot
chi taqsimoti
markazdan tashqari chi taqsimoti

Voqealar

Tolerantlik oralig'ida foydalaning

Ikki tomonlama normal regressiya bardoshlik oralig'i markazsiz chi-kvadrat taqsimot asosida olinishi mumkin.[8] Bu statistik intervalni hisoblash imkonini beradi, uning ichida biron bir ishonch darajasi bilan namuna olingan aholining belgilangan qismi tushadi.

Izohlar

  1. ^ Muirxed (2005) teoremasi 1.3.4
  2. ^ Nuttall, Albert H. (1975): Qni o'z ichiga olgan ba'zi integrallarM Funktsiya, Axborot nazariyasi bo'yicha IEEE operatsiyalari, 21(1), 95–96, ISSN 0018-9448
  3. ^ Abdel-Aty, S. (1954). Foiz punktlari uchun taxminiy formulalar va markaziy bo'lmagan χ2 taqsimotning ehtimollik integrali Biometrika 41, 538-540. doi: 10.2307 / 2332731
  4. ^ Sankaran, M. (1963). Markaziy bo'lmagan chi-kvadrat taqsimotiga yaqinlashishlar Biometrika, 50(1-2), 199–204
  5. ^ Sankaran, M. (1959). "Markaziy bo'lmagan chi-kvadrat taqsimot to'g'risida", Biometrika 46, 235–237
  6. ^ Jonson va boshq. (1995) Doimiy o'zgaruvchan taqsimotlar 29.8-bo'lim
  7. ^ Muirxed (2005) 22-24 betlar va 1.18-muammo.
  8. ^ Derek S. Young (avgust 2010). "bag'rikenglik: bag'rikenglik oralig'ini baholash uchun R to'plami". Statistik dasturiy ta'minot jurnali. 36 (5): 1–39. ISSN 1548-7660. Olingan 19 fevral 2013., s.32

Adabiyotlar