Perzentile von


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Angenommen, , und . Ich interessiere mich für die Berechnung von Perzentilen von . Wir können von einer bivariaten Normalität ausgehen.X∼N(μx,σx2)Y∼N(μy,σy2)Corr⁡(X,Y)=ρZ=max(X,Y)

Ich weiß, wie man das PDF, den Mittelwert und die Varianz von , aber ich habe Probleme, die Perzentile zu lösen oder eine Annäherung zu finden. Wurde dies irgendwo in der Literatur herausgearbeitet? Z


1
(X,Y) ist bivariate normal?
— kjetil b halvorsen

Ich würde diese Annahme lieber vermeiden, wenn dies möglich ist.
— Dimitriy V. Masterov

Gibt es einen Grund, warum Sie diese Annahme nicht treffen können?
— Jon

2
Wie haben Sie das PDF ausgearbeitet, ohne eine Vermutung über die gemeinsame Verteilung anzustellen?
— Jbowman

1
Nehmen wir eine bivariate Normalität an, wenn dies die Dinge einfacher macht.
— Dimitriy V. Masterov

Antworten:


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Sie können dies numerisch berechnen . Was die theoretischen Ergebnisse betrifft, habe ich keinen Bezug zur Literatur, aber hier ist eine Berechnung, wie Ihr Problem mit dem normalen Standard-CDF .Φ

Das gemeinsame PDF ist wobei Der Einfachheit halber gehe ich von , : Jetzt haben wir unter Verwendung von , dass

f(x1,x2)=12πσ1σ21−ρ2exp⁡[−z2(1−ρ2)]
z=(x1−μ1)2σ12−2ρ(x1−μ1)(x2−μ2)σ1σ2+(x2−μ2)2σ22.
μ1=μ2=0σ1=σ2=1
f(x1,x2)=12π1−ρ2exp⁡[−z2(1−ρ2)],z=x12−2ρx1x2+x22.
x2−2ρxy=(x−ρy)2−ρ2y2
Pr(max(X,Y)≤a)=∫−∞a∫−∞af(x,y)dxdy=
12π1−ρ2∫−∞aexp⁡(−y22(1−ρ2))∫−∞aexp⁡(−x2−2ρxy2(1−ρ2))dxdy
=12π1−ρ2∫−∞aexp⁡(−y22)∫−∞aexp⁡(−(x−ρy)22(1−ρ2))dxdy
Sei normal mit Mittelwert und Varianz . Dann ist Also bekommen wirWρy1−ρ2
Pr(W≤a)=Pr((W−ρy)/1−ρ2≤(a−ρy)/1−ρ2)
=Φ((a−ρy)/1−ρ2).

Pr(max(X,Y)≤a)=12π∫−∞aexp⁡(−y2/2)Φ(a−ρy1−ρ2)dy.

Sie können sehen, dass wenn ist, dies nur , wie es sein sollte.ρ=0Φ(a)2


3
(+1) Dieses Integral ist gleich , dh der bivariaten kumulativen Verteilungsfunktion, bei der beide Variablen bei ausgewertet werden und eine Korrelation . Das bivariate Normalintegral ist in fast allen Softwareprogrammen als vorgefertigte Sonderfunktion verfügbar, sodass es wirklich nicht erforderlich ist, selbst in die Quadratur zu gehen. Φ2(a,a;ρ)aρ
— Alecos Papadopoulos

1
@AlecosPapadopoulos Ich wusste nicht, dass das , danke für die Info. Φ2
— Bjørn Kjos-Hanssen
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