Question:
Quel est l '«équivalent» de la distribution normale dans un intervalle?
Adam
2014-02-19 01:18:36 UTC
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Quelle est la famille de distributions la plus "naturelle" sur un intervalle [0,1] indexé par leur moyenne $ \ mu $ et leur écart type $ \ sigma $? Je recherche quelque chose qui se passe dans la "nature", comme les distributions normales, sauf qu'il doit prendre des valeurs de 0 à 1.

La raison pour laquelle la distribution normale est si naturelle est qu'elle est la distribution d'entropie maximale sur la droite réelle avec une moyenne et une variance fixes. En d'autres termes, dans un certain sens, si vous devez supposer une distribution et connaître la moyenne et la variance, c'est l'hypothèse minimale. L'idée équivalente sur un intervalle est la distribution uniforme, qui est l'entropie maximale sans aucune restriction. Je ne mets pas cela comme une réponse parce que je ne connais pas réellement la distribution d'entropie maximale sur [0,1] avec une moyenne et une variance fixes.
@ChrisJanjigian, il semble que la réponse soit donnée par le théorème de Boltzmann. Lien: http://en.wikipedia.org/wiki/Maximum_entropy_probability_distribution. C'est proportionnel à $ \ exp (\ lambda_1 x + \ lambda_2 x ^ 2) $ pour certains $ \ lambda_i $.
Il est presque toujours plus fructueux d'aborder cette question dans l'autre sens: lorsque le phénomène que vous étudiez est décrit par une variable aléatoire $ X $ avec support dans $ [0,1], $ que suggère la théorie sous-jacente sur le possible distributions que $ X $ pourraient avoir? En inversant cette question naturelle, vous enlevez toutes les connaissances spécifiques au phénomène de votre analyse, laissant vos résultats au hasard: la chance que le phénomène puisse (accidentellement) correspondre à une distribution suggérée par une théorie mathématique abstraite d'une pertinence discutable.
Version à gauche délimitée: http://stackoverflow.com/questions/1683461/generating-a-gaussian-distribution-with-only-positive-numbers
Un répondre:
Glen_b
2014-02-19 02:59:49 UTC
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Le problème est que la normale a tellement de propriétés qui pourraient amener quelqu'un à considérer comme naturel pour tel ou tel problème qu'il nous reste à réfléchir aux propriétés les plus critiques.

Bien que j'essaie ici de répondre à la question au pied de la lettre, lors du choix d'un modèle de distribution sur l'intervalle unitaire (ou même dans tout autre cas), je vous conseille vivement de considérer le point du commentaire de whuber sous le question.

Il n'y a pas de candidat vraiment `` naturel '' typiquement indexé par $ \ mu $ et $ \ sigma $, bien qu'il y ait deux familles de paramètres sur l'intervalle unitaire qui ont une moyenne et une variance qui sont des fonctions de les paramètres les plus courants.

La famille de distribution bêta

Une famille très largement utilisée de distributions continues à deux paramètres sur le l'intervalle d'unité est la famille bêta. Il devrait être possible de reparamétrer en termes de $ \ mu $ et $ \ sigma $, mais ce serait considérablement moins «joli» de cette façon.

$$ f (x; \ alpha, \ beta ) = \ frac {1} {\ text {B} (\ alpha, \ beta)} x ^ {\ alpha-1} (1-x) ^ {\ beta-1}; \ quad 0 \ leq x \ leq 1, \ alpha, \ beta>0 $$

Il a $ \ mu = \ frac {\ alpha} {\ alpha + \ beta} $ et $ \ sigma ^ 2 = \ frac {\ alpha \ beta} {(\ alpha + \ beta) ^ 2 (\ alpha + \ beta + 1)} \, $.

Distribution d'entropie maximale

La distribution d'entropie maximale avec moyenne et variance fixes sur un intervalle fermé apparaît (via un théorème de Boltzmann) comme une normale tronquée.

Les normales tronquées sont parfois utilisées dans diverses applications et sont indexées par $ \ mu $ et $ \ sigma $ *, mais je ne dirais pas qu'elles étaient généralement considérées comme les plus naturelles pour de nombreux problèmes.

* mais attention! Dans la normale tronquée écrite de la manière habituelle, les paramètres $ \ mu $ et $ \ sigma $ ne sont pas la moyenne et l'écart type de la variable tronquée, mais de son parent non tronqué.

Fait intéressant, alors la version bêta incluait l'uniforme comme cas particulier, la normale tronquée l'inclut comme cas limite.

Compte tenu de la formulation de votre question, ceux-ci seraient les candidats les plus évidents, et parmi ceux-ci, le plus largement appliqué est sans aucun doute la famille bêta.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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