বিতরণ


10

একটি নিয়মিত অনুশীলন হিসাবে, আমি এর বিতরণ সন্ধান করার চেষ্টা করছি X2+Y2 কোথায় X এবং Y স্বাধীন হয় U(0,1) এলোমেলো ভেরিয়েবল।

এর যৌথ ঘনত্ব (X,Y) হয়

fX,Y(x,y)=10<x,y<1

পোলার স্থানাঙ্কে রূপান্তর করা (X,Y)(Z,Θ) যেমন যে

X=ZcosΘ and Y=ZsinΘ

সুতরাং, z=x2+y2 এবং 0<x,y<10<z<2

কখন 0<z<1, আমাদের আছে 0<cosθ<1,0<sinθ<1 যাতে 0<θ<π2

কখন 1<z<2, আমাদের আছে zcosθ<θ>cos1(1z)যেমন cosθ কমছে θ[0,π2]; এবংzsinθ<1θ<sin1(1z)যেমন sinθ ক্রমবর্ধমান হয় θ[0,π2]

অনেক দূরে 1<z<2, আমাদের আছে cos1(1z)<θ<sin1(1z)

রূপান্তরের জ্যাকোবিয়ানের পরম মান

|J|=z

সুতরাং যৌথ ঘনত্ব (Z,Θ) দেওয়া হয়

fZ,Θ(z,θ)=z1{z(0,1),θ(0,π/2)}{z(1,2),θ(cos1(1/z),sin1(1/z))}

একীকরণ আউট θ, আমরা এর পিডিএফ প্রাপ্ত Z যেমন

fZ(z)=πz210<z<1+(πz22zcos1(1z))11<z<2

আমার যুক্তি কি উপরে? যাই হোক না কেন, আমি এই পদ্ধতিটি এড়াতে এবং পরিবর্তে সিডিএফ সন্ধান করার চেষ্টা করবZসরাসরি। তবে মূল্যায়ন করার সময় আমি পছন্দসই অঞ্চলগুলি খুঁজে পাইনিPr(Yz2X2) জ্যামিতিক।

সম্পাদনা করুন।

এর বিতরণ ফাংশনটি সন্ধান করার চেষ্টা করেছি Z যেমন

FZ(z)=Pr(Zz)=Pr(X2+Y2z2)=x2+y2z210<x,y<1dxdy

ম্যাথমেটিকা বলেছেন যে এটি হ্রাস করা উচিত

FZ(z)={0, if z<0πz24, if 0<z<1z21+z22(sin1(1z)sin1(z21z)), if 1<z<21, if z>2

যা দেখতে সঠিক মত প্রকাশের মতো। মামলার ক্ষেত্রে পার্থক্য করা যদিও এমন একটি অভিব্যক্তি উপস্থিত করে যা ইতিমধ্যে আমি যে পিডিএফটি পেয়েছি তা সহজেই সরল করে না।FZ1<z<2

পরিশেষে, আমি মনে করি সিডিএফের জন্য আমার কাছে সঠিক ছবি রয়েছে:

জন্য :0<z<1

এখানে চিত্র বর্ণনা লিখুন

এবং :1<z<2

এখানে চিত্র বর্ণনা লিখুন

শেড অংশগুলি অঞ্চলটির ক্ষেত্রফল নির্দেশ করবে বলে মনে করা হচ্ছে

{(x,y):0<x,y<1,x2+y2z2}

ছবিটি সঙ্গে সঙ্গে ফলন দেয়

FZ(z)=Pr(z2X2Yz2X2)={πz24, if 0<z<1z21+z211z2x2dx, if 1<z<2

যেমনটি আমি আগে খুঁজে পেয়েছি।


1
সিডিএফ সরাসরি খুঁজে পেতে, সূচক ফাংশন ব্যবহার করুন। জন্যবাকিগুলি খাঁটি বীজগণিত কারসাজি। (সম্পাদনা করুন: আমি @ z0,
Pr(X2+Y2z)=0101I(x2+y2z2)dxdy.
শি'ান কেবলমাত্র

1
সম্পাদনাটি পুনরায়: আমি বেশ কয়েকটি পৃথক এক্সপ্রেশনও পেয়েছি এবং (ব্যবহার করে FullSimplify) তারা গণিতের বিভিন্ন সূত্রে সরল করে । তবে এগুলি সমতুল্য। এটি তাদের পার্থক্যটি চক্রান্ত করে সহজেই প্রদর্শিত হয়। স্পষ্টতই গাণিতিক জানে না যে যখন । tan1(z21)=sec1(z)1<z<2
হুবুহু

1
পৃষ্ঠের প্রান্ত, , আপনার শেষ ছবিতে কেন্দ্র (0,0) সহ একটি (আধা-) বৃত্ত হওয়া উচিত। সুতরাং (আপনার বর্তমানে টানা) উত্তল পরিবর্তে অবতল। r2x2
সেক্সটাস এম্পেরিকাস

উত্তর:


9

যে পিডিএফ সঠিক তা সাধারণ সিমুলেশন দ্বারা পরীক্ষা করা যায়

samps=sqrt(runif(1e5)^2+runif(1e5)^2)
hist(samps,prob=TRUE,nclass=143,col="wheat")
df=function(x){pi*x/2-2*x*(x>1)*acos(1/(x+(1-x)*(x<1)))}
curve(df,add=TRUE,col="sienna",lwd=3)

এখানে চিত্র বর্ণনা লিখুন

ভেরিয়েবলের মেরু পরিবর্তন ছাড়াই সিডিএফ অনুসন্ধান করা যায়

Pr(X2+Y2z)=Pr(X2+Y2z2)=Pr(Y2z2X2)=Pr(Yz2X2,Xz)=EX[z2X2I[0,min(1,z)](X)]=0min(1,z)z2x2dx=z20min(1,z1)1y2dy[x=yz, dx=zdy]=z20min(π/2,cos1z1)sin2θdθ[y=cos(θ), dy=sin(θ)dθ]=z22[min(π/2,cos1z1)sin{min(π/2,cos1z1)}cos{min(π/2,cos1z1}]=z22{π/2 if z<1cos1z1sin{cos1z1)}z1 if z1=z22{π/2 if z<1cos1z11z2z1 if z1
একই জটিলতায় শেষ হয়! (পথে আমার সম্ভাব্য ভুল!)

কেস যেখানে এটি কিছুটা अस्पष्ट হয়ে যায়। আমার ধারণা আমি জন্য সঠিক পিডিএফ এক্সপ্রেশনকে পৃথক করে শেষ করব না । 1z<2z1
জেদীআটম

2

fz(z) :

সুতরাং, , আমাদের কাছে 1z<2cos1(1z)θsin1(1z)

যখন আপনি প্রতিসাম্য ব্যবহার এবং জন্য চিহ্নগুলির মান নির্ণয়ের তুমি তোমার এক্সপ্রেশন প্রক্রিয়া সহজ করতে । এইভাবে, অর্ধেক জায়গার জন্য এবং তারপরে ফলাফল দ্বিগুণ করুন।θmin<θ<π4

তারপরে আপনি পাবেন:

P(Zr)=20rz(θminπ4dθ)dz=0rz(π22θmin)dz

এবং আপনার হয়fz(z)

fz(z)=z(π22θmin)={z(π2) if 0z1z(π22cos1(1z)) if 1<z2

Fz(z) :

আপনি অনির্দিষ্ট অবিচ্ছেদ্য ব্যবহার করতে পারেন:

zcos1(1z)=12z(zcos1(1z)11z2)+C

দ্রষ্টব্যdducos1(u)=(1u2)0.5

এই বিশালাকার জন্য Xi'ans অভিব্যক্তি হিসাবে অনুরূপ কিছু সহজবোধ্য যথাPr(Zz)

যদি তবে:1z2

Fz(z)=z2(π4cos1(1z)+z111z2)

আপনার অভিব্যক্তির সাথে সম্পর্কটি দেখা যায় যখন আমরা কে দুটি এক্সপ্রেশনে বিভক্ত করি এবং তারপরে বিভিন্ন এক্সপ্রেশনগুলিতে রূপান্তর করি ।cos1cos1sin1

জন্য আছেz>1

cos1(1z)=sin1(11z2)=sin1(z21z)

এবং

cos1(1z)=π2sin1(1z)

সুতরাং

cos1(1z)=0.5cos1(1z)+0.5cos1(1z)=π40.5sin1(1z)+0.5sin1(z21z)

আপনি যখন জন্য উল্লিখিত এটি প্লাগ করেন তখন আপনার অভিব্যক্তির ফলাফল হয়Fz(z)1<z<2


1

জন্য , মাত্র ব্যাসার্ধ কোয়ার্টার বৃত্তের এলাকা যা । । এটি, 0z1P(X2+Y2z)z14πz2

For 0z1, area of quarter-circle=πz24=P(X2+Y2z).

জন্য , অঞ্চল যার উপর আমরা এটি সংহত করতে প্রয়োজন দুই ডান ত্রিভুজ ভাগে ভাগ করা যায় একটিতে উল্লম্ব এবং রয়েছে অন্যটির এবং একসাথে ব্যাসার্ধের বৃত্তের একটি ক্ষেত্র এবং এর সাথে কোণ । এই অঞ্চলের ক্ষেত্রফল (এবং সেইজন্য মান ) সহজেই পাওয়া যায় We1<z2P(X2+Y2z)((0,0),(0,1)(z21,1)(0,0),(1,0)(1,z21) )zπ22arccos(1z)(P(X2+Y2z)1<z2 , যা মার্তিজান ওয়েটারিংয়ের উত্তরের ফলাফল।

area of region=area of two triangles plus area of sector=z21+12z2(π22arccos(1z))=πz24+z21z2arccos1z=(P(X2+Y2z)

আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.