Calcola il quantile della somma delle distribuzioni da particolari quantili


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Assumiamo variabili casuali indipendenti per le quali i quantili a un determinato livello sono noti attraverso la stima dai dati: , ..., . Ora definiamo la variabile casuale come somma . C'è un modo per calcolare il valore del quantile della somma al livello , cioè in ?NX1,...,XNαα=P(X1<q1)α=P(XN<qN)ZZ=i=1NXiαqzα=P(Z<qZ)

Penso che in casi particolari, come se segua una distribuzione gaussiana questo è facile, ma non sono così sicuro per il caso in cui la distribuzione di è sconosciuta. Qualche idea?XiiXi


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questi stimati dai dati o teoricamente noti? qi
scegli il

Ciò non è possibile senza fare ipotesi specifiche sulle distribuzioni di . Hai in mente una famiglia di distribuzioni? Xi
whuber

@chuse sono stimate dai dati, in quanto la distribuzione di non è nota ma sono disponibili campioni. Ho aggiornato la domanda con questo fatto. qiXi
Albarji,

@whuber Non ho alcuna conoscenza preliminare della famiglia di distribuzioni che potrebbe seguire, sebbene siano disponibili esempi di dati. Assumere una famiglia di distribuzioni (oltre a quella gaussiana) faciliterebbe questo? Xi
albarji,

Risposte:


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qZ potrebbe essere qualsiasi cosa.


Per comprendere questa situazione, facciamo una semplificazione preliminare. Lavorando con otteniamo una caratterizzazione più uniformeYi=Xiqi

α=Pr(Xiqi)=Pr(Yi0).

Cioè, ogni ha la stessa probabilità di essere negativo. PerchéYi

W=iYi=iXiiqi=Ziqi,

l'equazione di definizione per è equivalente aqZ

α=Pr(ZqZ)=Pr(ZiqiqZiqi)=Pr(WqW)

con .qZ=qW+iqi


Quali sono i possibili valori di ? Considera il caso in cui abbia tutti la stessa distribuzione con tutta probabilità su due valori, uno negativo ( ) e l'altro positivo ( ). I possibili valori della somma sono limitati a per . Ognuno di questi si verifica con probabilitàqWYiyy+Wky+(nk)y+k=0,1,,n

PrW(ky+(nk)y+)=(nk)αk(1α)nk.

Gli estremi possono essere trovati da

  1. Scegli e modo che ; e riusciranno. Ciò garantisce che sarà negativo tranne quando tutti gli sono positivi. Questa possibilità è uguale a . Supera quando , implicando che il quantile di deve essere strettamente negativo.yy+y+(n1)y+<0y=ny+=1WYi1(1α)nαn>1αW

  2. Scegliendo e modo che ; e raggiungeranno questo obiettivo. Ciò garantisce che sarà negativo solo quando tutti gli sono negativi. Questa possibilità è uguale a . È inferiore a quando , il che implica che il quantile di deve essere strettamente positivo.yy+(n1)y+y+>0y=1y+=nWYiαnαn>1αW

Ciò dimostra che il quantile di potrebbe essere negativo o positivo, ma non è zero. Quali potrebbero essere le sue dimensioni? Deve essere uguale a una combinazione lineare integrale di e . Rendere entrambi questi valori interi assicura che tutti i possibili valori di siano integrali. Dopo aver ridimensionato di un numero positivo arbitrario , possiamo garantire che tutte le combinazioni lineari integrali di e sono multipli integrali di . Dal momento che , deve avere almeno dimensione . Di conseguenza,αWyy+Wy±syy+sqW0si possibili valori di (e da cui ) sono illimitati,qWqZ indipendentemente da quale possa essere uguale.n>1


L' unico modo per ricavare qualsiasi informazione su sarebbe quello di fare vincoli specifici e forti sulle distribuzioni di , al fine di prevenire e limitare il tipo di distribuzioni sbilanciate utilizzate per derivare questo risultato negativo.qZXi


Grazie mille @whuber, per l'esempio esplicativo e illustrativo. Anche se la risposta è negativa, non posso dire che sia stato inaspettato. Quindi proverò a scoprire quale famiglia di distribuzioni si adatta ai miei dati e vedrò se riuscirò a capire i quantili della somma.
albarji,
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