什么是指数分布的偏度?(the skewness of an exponential distribution?)

概率分布的常用参数包括均值和标准差。平均值表示中心的测量值,标准偏差表示分布的分布情况。除了这些众所周知的参数外,还有其他一些参数会引起对排列或中心以外的特征的注意。一个这样的测量是偏度。偏度提供了一种将数值附加到分布不对称性的方法。​...

概率分布的常用参数包括均值和标准差。平均值表示中心的测量值,标准偏差表示分布的分布情况。除了这些众所周知的参数外,还有其他一些参数会引起对排列或中心以外的特征的注意。一个这样的测量是偏度。偏度提供了一种将数值附加到分布不对称性的方法。​

The formula for skewness involves a third moment

我们将研究的一个重要分布是指数分布。我们将看到如何证明指数分布的偏度为2。

指数概率密度函数

我们首先陈述指数分布的概率密度函数。这些分布都有一个参数,该参数与相关泊松过程的参数有关。我们将此分布表示为Exp(A),其中A是参数。该分布的概率密度函数为:

f(x)=e-x/A/A,其中x为非负。

这里e是数学常数e,约为2.718281828。指数分布Exp(A)的平均值和标准偏差都与参数A有关。事实上,平均值和标准偏差都等于A。

偏度的定义

偏度由一个关于平均值的第三个矩的表达式定义。此表达式是预期值:

E[(X-μ)3/σ3]=(E[X3]–3μE[X2]+3μ2E[X]–μ3)/σ3=(E[X3]–3μ(σ2-μ3)/σ3。

我们将μ和σ替换为A,结果是偏度为E[X3]/A3–4。

剩下的就是计算关于原点的第三个力矩。为此,我们需要整合以下内容:

∫∞0 x 3 f(x)dx。

这个积分的一个极限为无穷大。因此,它可以作为I型不适当积分进行计算。我们还必须确定使用什么集成技术。由于要积分的函数是多项式和指数函数的乘积,因此我们需要使用分段积分。这种集成技术应用了好几次。最终结果是:

E[X3]=6A3

然后我们将其与之前的偏斜度方程结合起来。我们看到偏度为6–4=2。

启示

需要注意的是,结果独立于我们开始时的特定指数分布。指数分布的偏度不依赖于参数A的值。

此外,我们看到结果是正偏态。这意味着分布向右倾斜。当我们考虑概率密度函数图的形状时,这并不奇怪。所有这样的分布都有y截距,即1//θ和一个位于图最右侧的尾部,对应于变量x的高值。

交替计算

当然,我们还应该提到,还有另一种计算偏度的方法。对于指数分布,我们可以利用矩母函数。在0处计算的矩母函数的一阶导数给出了E[X]。类似地,当在0处求值时,矩母函数的三阶导数给出了E(X3)。

  • 发表于 2021-10-09 19:19
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  • 分类:数学

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