Splošna normalna porazdelitev (tudi splošna Gaussova porazdelitev ) je katerakoli porazdelitev izmed dveh zveznih verjetnostnih porazdelitev , ki se od normalne porazdelitve razlikujta v tem, da vsebujeta še parameter oblike (normalna porazdelitev ga ne vsebuje). Splošna normalna porazdelitev nastopa v dveh oblikah, ki ju označujemo kot 1. oblika in 2. oblika
Lastnosti porazdelitve splošne normalne porazdelitve 1. oblike
Splošna normalna porazdelitev 1. oblike je znana tudi kot potenčna porazdelitev ali splošna porazdelitev napak . Vključuje vse oblike normalne porazdelitve in Laplaceovih porazdelitev . Kot skrajni primer pa vključuje tudi vse zvezne enakomerne porazdelitve .
Funkcija gostote verjetnosti
Funkcija gostote verjetnosti za splošno normalno porazdelitev 1. oblike je
β β -->
2
α α -->
Γ Γ -->
(
1
/
β β -->
)
e
− − -->
(
|
x
− − -->
μ μ -->
|
/
α α -->
)
β β -->
{\displaystyle {\frac {\beta }{2\alpha \Gamma (1/\beta )}}\;e^{-(|x-\mu |/\alpha )^{\beta }}}
Γ Γ -->
{\displaystyle \Gamma }
kjer je
Γ Γ -->
(
1
/
β β -->
)
{\displaystyle \Gamma (1/\beta )\!}
funkcija gama
Zbirna funkcija verjetnosti
Zbirna funkcija verjetnosti je enaka
1
2
+
sgn
-->
(
x
− − -->
μ μ -->
)
γ γ -->
(
1
/
β β -->
,
(
|
x
− − -->
μ μ -->
|
α α -->
)
β β -->
)
2
Γ Γ -->
(
1
/
β β -->
)
{\displaystyle {\frac {1}{2}}+\operatorname {sgn}(x-\mu ){\frac {\gamma \left(1/\beta ,\left({\frac {|x-\mu |}{\alpha }}\right)^{\beta }\right)}{2\Gamma (1/\beta )}}}
kjer je
Pričakovana vrednost
Pričakovana vrednost je
μ μ -->
{\displaystyle \mu \,}
.
Varianca
Varianca je
α α -->
2
Γ Γ -->
(
3
/
β β -->
)
Γ Γ -->
(
1
/
β β -->
)
{\displaystyle {\frac {\alpha ^{2}\Gamma (3/\beta )}{\Gamma (1/\beta )}}}
.
kjer je
Sploščenost
Sploščenost je enaka
Γ Γ -->
(
5
/
β β -->
)
Γ Γ -->
(
1
/
β β -->
)
Γ Γ -->
(
3
/
β β -->
)
2
− − -->
3
{\displaystyle {\frac {\Gamma (5/\beta )\Gamma (1/\beta )}{\Gamma (3/\beta )^{2}}}-3}
kjer je
Povezave z drugimi porazdelitvami
Kadar je
β β -->
=
2
{\displaystyle \beta =2\!}
, dobimo normalno porazdelitev .
Kadar pa je
β β -->
=
1
{\displaystyle \beta =1\!}
, dobimo Laplaceovo porazdelitev
Kadar pa velja
β β -->
→ → -->
∞ ∞ -->
{\displaystyle \beta \to \infty \!}
, dobimo zvezno enakomerno porazdelitev na intervalu
(
μ μ -->
− − -->
α α -->
,
μ μ -->
+
α α -->
)
{\displaystyle (\mu -\alpha ,\mu +\alpha )\!}
Lastnosti splošne normalne porazdelitve 2. oblike
Splošna normalna porazdelitev (2. oblika)
Funkcija gostote verjetnosti za splošno normalno porazdelitev 2. oblike
Zbirna funcija verjetnosti za splošno normalno porazdelitev 2. oblike.
oznaka
parametri
ξ ξ -->
{\displaystyle \xi \!}
parameter lokacije (realno število )
α α -->
{\displaystyle \alpha \,}
parameter merila (pozitivno realno število)
κ κ -->
{\displaystyle \kappa \,}
parameter oblike (realno število)
interval
x
∈ ∈ -->
(
− − -->
∞ ∞ -->
,
ξ ξ -->
+
α α -->
/
κ κ -->
)
kadar je
κ κ -->
>
0
{\displaystyle x\in (-\infty ,\xi +\alpha /\kappa ){\text{ kadar je }}\kappa >0}
x
∈ ∈ -->
(
− − -->
∞ ∞ -->
,
∞ ∞ -->
)
kadar je
κ κ -->
=
0
{\displaystyle x\in (-\infty ,\infty ){\text{ kadar je }}\kappa =0}
x
∈ ∈ -->
(
ξ ξ -->
+
α α -->
/
κ κ -->
;
+
∞ ∞ -->
)
kadar je
κ κ -->
<
0
{\displaystyle x\in (\xi +\alpha /\kappa ;+\infty ){\text{ kadar je }}\kappa <0}
funkcija gostote verjetnosti (pdf)
Φ Φ -->
(
y
)
α α -->
− − -->
κ κ -->
(
x
− − -->
ξ ξ -->
)
{\displaystyle {\frac {\Phi (y)}{\alpha -\kappa (x-\xi )}}}
, kjer je
y
=
{
− − -->
1
κ κ -->
log
-->
[
1
− − -->
κ κ -->
(
x
− − -->
ξ ξ -->
)
α α -->
]
kadar je
κ κ -->
≠ ≠ -->
0
x
− − -->
ξ ξ -->
α α -->
kadar je
κ κ -->
=
0
{\displaystyle y={\begin{cases}-{\frac {1}{\kappa }}\log \left[1-{\frac {\kappa (x-\xi )}{\alpha }}\right]&{\text{ kadar je }}\kappa \neq 0\\{\frac {x-\xi }{\alpha }}&{\text{ kadar je }}\kappa =0\end{cases}}}
Φ Φ -->
{\displaystyle \Phi \!}
je standardna funkcija gostote verjetnosti za normalno porazdelitev
zbirna funkcija verjetnosti (cdf)
Φ Φ -->
(
y
)
{\displaystyle \Phi (y)\!}
, kjer je
y
=
{
− − -->
1
κ κ -->
log
-->
[
1
− − -->
κ κ -->
(
x
− − -->
ξ ξ -->
)
α α -->
]
kadar je
κ κ -->
≠ ≠ -->
0
x
− − -->
ξ ξ -->
α α -->
kadar je
κ κ -->
=
0
{\displaystyle y={\begin{cases}-{\frac {1}{\kappa }}\log \left[1-{\frac {\kappa (x-\xi )}{\alpha }}\right]&{\text{ kadar je }}\kappa \neq 0\\{\frac {x-\xi }{\alpha }}&{\text{ kadar je }}\kappa =0\end{cases}}}
Φ Φ -->
{\displaystyle \Phi \!}
je standardna zbirna funkcija verjetnosti za normalno porazdelitev
pričakovana vrednost
ξ ξ -->
− − -->
α α -->
κ κ -->
(
e
κ κ -->
2
/
2
− − -->
1
)
{\displaystyle \xi -{\frac {\alpha }{\kappa }}\left(e^{\kappa ^{2}/2}-1\right)}
mediana
ξ ξ -->
{\displaystyle \xi \,}
modus
varianca
α α -->
2
κ κ -->
2
e
κ κ -->
2
(
e
κ κ -->
2
− − -->
1
)
{\displaystyle {\frac {\alpha ^{2}}{\kappa ^{2}}}e^{\kappa ^{2}}\left(e^{\kappa ^{2}}-1\right)}
simetrija
3
e
κ κ -->
2
− − -->
e
3
κ κ -->
2
− − -->
2
(
e
κ κ -->
2
− − -->
1
)
3
/
2
sign
(
κ κ -->
)
{\displaystyle {\frac {3e^{\kappa ^{2}}-e^{3\kappa ^{2}}-2}{(e^{\kappa ^{2}}-1)^{3/2}}}{\text{ sign}}(\kappa )}
sploščenost
e
4
κ κ -->
2
+
2
e
3
κ κ -->
2
+
3
e
2
κ κ -->
2
− − -->
6
{\displaystyle e^{4\kappa ^{2}}+2e^{3\kappa ^{2}}+3e^{2\kappa ^{2}}-6}
entropija
funkcija generiranja momentov (mgf)
karakteristična funkcija
Funkcija gostote verjetnosti
Funkcija gostote verjetnosti za splošno normalno porazdelitev 1. oblike je
ϕ ϕ -->
(
y
)
α α -->
− − -->
κ κ -->
(
x
− − -->
ξ ξ -->
)
{\displaystyle {\frac {\phi (y)}{\alpha -\kappa (x-\xi )}}}
, kjer je
y
=
{
− − -->
1
κ κ -->
log
-->
[
1
− − -->
κ κ -->
(
x
− − -->
ξ ξ -->
)
α α -->
]
kadar je
κ κ -->
≠ ≠ -->
0
x
− − -->
ξ ξ -->
α α -->
kadar je
κ κ -->
=
0
{\displaystyle y={\begin{cases}-{\frac {1}{\kappa }}\log \left[1-{\frac {\kappa (x-\xi )}{\alpha }}\right]&{\text{ kadar je }}\kappa \neq 0\\{\frac {x-\xi }{\alpha }}&{\text{ kadar je }}\kappa =0\end{cases}}}
ϕ ϕ -->
{\displaystyle \phi \!}
je standardna funkcija gostote verjetnosti za normalno porazdelitev
Zbirna funkcija verjetnosti
Zbirna funkcija verjetnosti je enaka
Φ Φ -->
(
y
)
{\displaystyle \Phi (y)\!}
, kjer je
y
=
{
− − -->
1
κ κ -->
log
-->
[
1
− − -->
κ κ -->
(
x
− − -->
ξ ξ -->
)
α α -->
]
kadar je
κ κ -->
≠ ≠ -->
0
x
− − -->
ξ ξ -->
α α -->
kadar je
κ κ -->
=
0
{\displaystyle y={\begin{cases}-{\frac {1}{\kappa }}\log \left[1-{\frac {\kappa (x-\xi )}{\alpha }}\right]&{\text{ kadar je }}\kappa \neq 0\\{\frac {x-\xi }{\alpha }}&{\text{ kadar je }}\kappa =0\end{cases}}}
Φ Φ -->
{\displaystyle \Phi \!}
je standardna zbirna funkcija verjetnosti za normalno porazdelitev
Pričakovana vrednost
Pričakovana vrednost je
ξ ξ -->
− − -->
α α -->
κ κ -->
(
e
κ κ -->
2
/
2
− − -->
1
)
{\displaystyle \xi -{\frac {\alpha }{\kappa }}\left(e^{\kappa ^{2}/2}-1\right)}
.
Varianca
Varianca je
α α -->
2
κ κ -->
2
e
κ κ -->
2
(
e
κ κ -->
2
− − -->
1
)
{\displaystyle {\frac {\alpha ^{2}}{\kappa ^{2}}}e^{\kappa ^{2}}\left(e^{\kappa ^{2}}-1\right)}
Sploščenost
Sploščenost je enaka
e
4
κ κ -->
2
+
2
e
3
κ κ -->
2
+
3
e
2
κ κ -->
2
− − -->
6
{\displaystyle e^{4\kappa ^{2}}+2e^{3\kappa ^{2}}+3e^{2\kappa ^{2}}-6}
Opombe in sklici
Glej tudi