将离散随机变量减半?

机器算法验证 随机变量
2022-03-30 07:22:45

是一个离散随机变量,取值在中。我想把这个变量减半,也就是找一个随机变量比如:XNY

X=Y+Y

其中是 Y 的独立YY

  • 我将这个过程称为减半这是一个虚构的术语。文献中是否有此操作的合适术语?
  • 在我看来,只有当我们接受负概率时我的观察是否正确?Y
  • 是否存在最适合的概念也就是解上述方程“最接近”的随机变量。Y

谢谢!

3个回答

与此属性密切相关的一个概念(如果较弱)是可分解性。可分解定律是一种概率分布,可以表示为两个(或多个)非平凡独立随机变量之和的分布。(并且不可分解的定律不能这样写。“或更多”肯定是无关紧要的。)可分解的充分必要条件是特征函数是两个(或多个)特征函数的乘积。

ψ(t)=E[exp{itX}]

我不知道您考虑的属性是否已经在概率论中具有名称,可能与无限可分性有关。的一个更强的属性,但它包括这个属性:所有无限可分的 rv 都满足这个分解。X

这种“一次可整性”的充分必要条件是特征函数的根又是一个特征函数。

ψ(t)=E[exp{itX}]

在具有整数支持的分布的情况下,这种情况很少发生,因为特征函数是中的多项式。例如,伯努利随机变量是不可分解的。exp{it}

正如Wikipedia page on decomposability所指出的那样,也存在不可分解的绝对连续分布,例如密度为

f(x)=x22πexp{x2/2}

的特征函数是实值的,则可以使用Polya 定理:X

波利亚定理。如果 φ 是满足条件的实值偶数连续函数

φ(0) = 1,
φ is convex on (0,∞),
φ(∞) = 0,

那么 φ 是绝对连续对称分布的特征函数。

实际上,在这种情况下,又是实值的。是一次可分的充分条件是 φ 是根凸的。但它仅适用于对称分布,因此比例如Böchner 定理的用途更有限φ1/2X

在某些特殊情况下这是正确的,但是对于 任意离散随机变量,您的“减半”是不可能的。

  • 两个独立的二项式随机变量之和是二项式随机变量,因此二项式可以“减半”。 练习:弄清楚二项式随机变量是否可以“减半”。(n,p)(2n,p)(2n,p)
    (2n+1,p)

  • 类似地,负二项式随机变量可以“减半”。(2n,p)

  • 两个独立的泊松随机变量之和是一个泊松相反,泊松随机变量是两个独立的泊松随机变量之和。事实上,正如@Xi'an 在评论中指出的那样,泊松随机变量可以“减半”任意多次:对于每个正整数,它是独立泊松随机变量。(λ)(2λ)(λ)(λ2)(λ)n2n(λ2n)

在我看来,问题在于您要求“独立副本”,否则您可以乘以12? 而不是写副本(副本总是依赖的),您应该写“两个独立但分布相同的随机变量”。

为了回答您的问题,

  • 最接近的可能是卷积这个术语。对于给定的X,您正在寻找两个具有卷积的 iid RVX.

  • 如果您接受负概率,则这些不再是随机变量,因为不再存在概率空间。在某些情况下,您可以找到此类Y,Y(X λ-泊松分布,Y,Y λ2-泊松分布),以及不可能的情况(X以伯努利为例)。

  • 我还没有看到任何东西,我无法想象如何将这种合适的形式正式化。通常,随机变量的近似值是通过随机变量空间上的范数来衡量的。我想不出随机变量的近似值或非随机变量。

我希望我能帮上忙。