Se il valore atteso di è , qual è il valore atteso di ? Può essere calcolato analiticamente?
La parametrizzazione che sto usando è la forma-frequenza.
Se il valore atteso di è , qual è il valore atteso di ? Può essere calcolato analiticamente?
La parametrizzazione che sto usando è la forma-frequenza.
Risposte:
Questo (forse sorprendentemente) può essere fatto con semplici operazioni elementari (impiegando il trucco preferito di Richard Feynman di differenziare sotto il segno integrale rispetto a un parametro).
Supponiamo che abbia una distribuzione e desideriamo trovare l'aspettativa di Innanzitutto, poiché è un parametro di scala, il suo effetto sarà quello di spostare il logaritmo di (Se si utilizza come parametro di velocità , come nella domanda, si sposterà il logaritmo di ) Questo ci permette di lavorare con il caso
Dopo questa semplificazione, l'elemento probabilità di è
dove è la costante normalizzante
Sostituendo che comporta ottiene l'elemento probabilità di ,
I valori possibili di ora spaziano tutti i numeri reali
Poiché deve integrarsi nell'unità, otteniamo (banalmente)
Si noti che è una funzione differenziabile di Un semplice calcolo dà
Il passo successivo sfrutta la relazione ottenuta dividendo entrambi i lati di questa identità per esponendo così l'oggetto stesso che dobbiamo integrare per trovare l'attesa; vale a dire,
la derivata logaritmica della funzione gamma (aka " poligamma "). L'integrale è stato calcolato utilizzando l'identità
La reintroduzione del fattore mostra che il risultato generale è
per una parametrizzazione della scala (dove la funzione di densità dipende da ) o
per una parametrizzazione della frequenza (in cui la funzione di densità dipende da ).
La risposta di @whuber è abbastanza bella; In sostanza riaffermerò la sua risposta in una forma più generale che collega (a mio avviso) meglio con la teoria statistica e che chiarisce il potere dell'intera tecnica.
Considera una famiglia di distribuzioni che costituiscono una famiglia esponenziale , nel senso che ammettono una densità
Ora mostriamo che questo ci aiuta a calcolare le aspettative richieste. Possiamo scrivere la densità gamma con fisso come una famiglia esponenziale