(正态分布)随机变量的泊松分布随机数之和的方差

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2022-04-13 12:01:10

假设我有一个卖橙子的水果摊。我每天平均有λ人们(泊松分布)每个人购买一个正态分布重量数量的橙子,均值μ和标准差σ.

我每天销售的橙子磅数的平均值和方差是多少?

好的,平均值是微不足道的:λμ. 但是我如何计算方差?

奇怪的是,我通过反复试验得出了一个似乎非常适合我的蒙特卡洛模拟的答案,但我无法说服自己这实际上是理论上的正确答案。如果有人能指出“正确”的答案,我会发布我凭经验得到的答案以进行比较。

3个回答

这是一个复合泊松分布

方差定律为您提供答案。

请注意,此答案不依赖于X完全没有;它适用于任何具有均值的分布μ和方差σ2.

在下面的,N是泊松 rv,X是单独的组件,Y是分量的总和,Y|N是给定特定项数的组件的总和,N

VarY(Y)=EN[VarY|N(Y)]+VarN[EY|N(Y)]

代入:

=EN[NVarX(X)]+VarN[NEX(X)]

=EN[Nσ2]+VarN[Nμ]

=σ2EN[N]+μ2VarN[N]

=σ2λ+μ2λ

=(σ2+μ2)λ

(......这也是λE(X2))

这是我通过反复试验得到的答案,在我尝试过的每种情况下,它似乎都接近蒙特卡洛模拟估计。

Var=λ(μ2+σ2)

(编辑:是的,这与 Glen_b 的更新答案一致,这让我很高兴!)

根据方差乘积定律,如果两个随机变量是独立的,它们乘积的方差 = D(XY) E(X)2D(X)+E(Y)2D(Y)+D(X)D(Y) E(X2)E(Y2)E(X)2E(Y)2

所以,如果分布是泊松和正态分布,我猜它是λσ2