伯努利和正态随机变量的乘积之和

机器算法验证 可能性 正态分布 随机变量 伯努利分布
2022-03-30 17:09:30

给定XiN(μ,σ2)YiBernoulli(p), 让Zi=XiYi. 我知道如果F(t)是的 CDFXi, 然后Pr[Zit]=pF(t)+(1p)如果t0Pr[Zit]=pF(t)如果t<0.

Z=i=1nZi, 其中Zi是独立的。有没有表达Pr[Zt]?

1个回答

Zi也可以表示为具有分布函数的混合物

(1p)F+pδ

在哪里δ(x)=0为了x<0δ(x)=1为了x1. 因此,总和的分布函数n具有此分布的 iid 变量是这些分布的卷积。因为卷积是线性的,所以二项式定理给出了以下形式的答案

Fn=k=0n(nk)(1p)nkpkδnkFk.

星星提醒我们这些是重复的卷积而不是产品。

注意卷积δ只是添加一个常数零,并且卷积Fk是总和的分布kiid 正常(μ,σ)变量。因此,它是一个具有均值的正态分布kμ和方差kσ2. 这产生Fn作为混合物(1p)n次跳零(从k=0术语)连同n普通组件。

为了说明,该图显示了案例n=5在哪里μ=2,σ=1, 和p=1/3.

数字

左边是经验累积分布函数2000独立抽奖Z, 黑色。(这些绘图是通过将 Normal 和 Bernoulli 变量相乘然后相加,根据原始描述Z.) 一个情节Fn以红色叠加。它们几乎相同,这为公式提供了支持。

右边是连续的部分Fn(灰色)及其五个正常分量的图表,每个分量都适当缩放。来自的(离散)贡献(1p)n仅被描绘为高度为零的垂直线(1p)n.