标准正态分布怎么证明是柯西分布

Python067

标准正态分布怎么证明是柯西分布,第1张

证明:两个相同正态分布,他们相除都得到柯西分布,柯西分布的方程是:设X~N(0,σ1),Y~N(0,σ2)。令U=X/Y,记d=σ1/σ2,则U的密度函数=d/(π(u^2+d^2))。

根据柯西序列的定义,对任意ε>0,存在正整数N,当m,n>N时,有|xn-xm|<ε。于是取m=N+1,则当n>N时,|xn-xN+1|<ε。解得xN+1-ε<xn<xN+1+ε,即当n>N时,{xn}既有上界又有下界,所以是有界的。

柯西分布也叫作柯西-洛仑兹分布,它是以奥古斯丁·路易·柯西与亨得里克·洛仑兹名字命名的连续概率分布,其概率密度函数为f(XX0,γ)=1/πγ[1+(X-X0)平方/γ平方]其中 x0 是定义分布峰值位置的位置参数,γ 是最大值一半处的一半宽度的尺度参数。作为概率分布,通常叫作柯西分布,物理学家也将之称为洛仑兹分布或者 Breit-Wigner 分布 。在物理学中的重要性很大一部分归因于它是描述受迫共振的微分方程的解。在光谱学中,它描述了被共振或者其它机制加宽的谱线形状。在下面的部分将使用柯西分布这个统计学术语。x0 = 0 且 γ = 1 的特例称为标准柯西分布,其概率密度函数为f(X0,1)=1/π[1+X平方]特性其累积分布函数为:F(XX0,γ)=(1/π)*arctan[(X-X0)/γ]+1/2柯西分布的平均值、方差或者矩都没有定义,它的众数与中值有定义都等于 x0。取 X 表示柯西分布随机变量,柯西分布的特性函数表示为:Φx(tX0,γ)=exp(i*X0*t-γ*t的绝对值)如果 U 与 V 是期望值为 0、方差为 1 的两个独立正态分布随机变量的话,那么比值 U/V 为柯西分布。如果 X1, …, Xn 是分别符合柯西分布的相互独立同分布随机变量,那么算术平均数(X1 + … + Xn)/n 有同样的柯西分布。为了证明这一点,我们来计算采样平均的特性函数:Φx拔(t)=E[exp(i*x拔*t)]其中,X拔是采样平均值。这个例子表明不能舍弃中心极限定理中的有限变量假设。

vector:向量 numeric:数值型向量 logical:逻辑型向量 character;字符型向量 list:列表 data.frame:数据框

c:连接为向量或列表 sequence:等差序列 rep:重复

length:求长度 subset:求子集 seq,from:to, NA:缺失值 NULL:空对象 sort,order,unique,rev:排序 unlist:展平列表 attr,attributes:对象属性

mode,typeof:对象存储模式与类型 names:对象的名字属性

character:字符型向量 nchar:字符数 substr:取子串 format,formatC:把对象用格式转换为字符串 paste,strsplit:连接或拆分

charmatch,pmatch:字符串匹配 grep,sub,gsub:模式匹配与替换

complex,Re,Im,Mod,Arg,Conj:复数函数

factor:因子 codes:因子的编码 levels:因子的各水平的名字 nlevels:因子的水平个数 cut:把数值型对象分区间转换为因子

table:交叉频数表 split:按因子分组 aggregate:计算各数据子集的概括统计量 tapply:对“不规则”数组应用函数

+, -, *, /, ^, %%, %/%:四则运算 ceiling,floor,round,signif,trunc,zapsmall:舍入 max,min,pmax,pmin:最大最小值

range:最大值和最小值 sum,prod:向量元素和,积 cumsum,cumprod,cummax,cummin:累加、累乘 sort:排序 approx和approx fun:插值 diff:差分 sign:符号函数

abs,sqrt:绝对值,平方根 log, exp, log10, log2:对数与指数函数 sin,cos,tan,asin,acos,atan,atan2:三角函数

sinh,cosh,tanh,asinh,acosh,atanh:双曲函数

beta,lbeta,gamma,lgamma,digamma,trigamma,tetragamma,pentagamma,choose ,lchoose:与贝塔函数、伽玛函数、组合数有关的特殊函数

fft,mvfft,convolve:富利叶变换及卷积 polyroot:多项式求根 poly:正交多项式 spline,splinefun:样条差值

besselI,besselK,besselJ,besselY,gammaCody:Bessel函数 deriv:简单表达式的符号微分或算法微分

array:建立数组 matrix:生成矩阵 data.matrix:把数据框转换为数值型矩阵 lower.tri:矩阵的下三角部分 mat.or.vec:生成矩阵或向量 t:矩阵转置

cbind:把列合并为矩阵 rbind:把行合并为矩阵 diag:矩阵对角元素向量或生成对角矩阵 aperm:数组转置 nrow, ncol:计算数组的行数和列数 dim:对象的维向量

dimnames:对象的维名 row/colnames:行名或列名 %*%:矩阵乘法 crossprod:矩阵交叉乘积(内积) outer:数组外积 kronecker:数组的Kronecker积

apply:对数组的某些维应用函数 tapply:对“不规则”数组应用函数 sweep:计算数组的概括统计量 aggregate:计算数据子集的概括统计量 scale:矩阵标准化

matplot:对矩阵各列绘图 cor:相关阵或协差阵 Contrast:对照矩阵 row:矩阵的行下标集 col:求列下标集

solve:解线性方程组或求逆 eigen:矩阵的特征值分解 svd:矩阵的奇异值分解 backsolve:解上三角或下三角方程组 chol:Choleski分解

qr:矩阵的QR分解 chol2inv:由Choleski分解求逆

<,>,<=,>=,==,!=:比较运算符 !,&,&&,|,||,xor():逻辑运算符 logical:生成逻辑向量 all,any:逻辑向量都为真或存在真

ifelse():二者择一 match,%in%:查找 unique:找出互不相同的元素 which:找到真值下标集合 duplicated:找到重复元素

optimize,uniroot,polyroot:一维优化与求根

if,else,ifelse,switch:分支 for,while,repeat,break,next:循环 apply,lapply,sapply,tapply,sweep:替代循环的函数。

function:函数定义 source:调用文件 call:函数调用 .C,.Fortran:调用C或者Fortran子程序的动态链接库。 Recall:递归调用

browser,debug,trace,traceback:程序调试 options:指定系统参数 missing:判断虚参是否有对应实参 nargs:参数个数 stop:终止函数执行

on.exit:指定退出时执行 eval,expression:表达式计算 system.time:表达式计算计时 invisible:使变量不显示 menu:选择菜单(字符列表菜单)

其它与函数有关的还有:delay,delete.response,deparse,do.call,dput,environment ,,formals,format.info,interactive,

is.finite,is.function,is.language,is.recursive ,match.arg,match.call,match.fun,model.extract,name,parse,substitute,sys.parent ,warning,machine

cat,print:显示对象 sink:输出转向到指定文件 dump,save,dput,write:输出对象 scan,read.table,load,dget:读入

ls,objects:显示对象列表 rm, remove:删除对象 q,quit:退出系统 .First,.Last:初始运行函数与退出运行函数。

options:系统选项 ?,help,help.start,apropos:帮助功能 data:列出数据集分析

每一种分布有四个函数:d――density(密度函数),p――分布函数,q――分位数函数,r――随机数函数。

比如,正态分布的这四个函数为dnorm,pnorm,qnorm,rnorm。下面我们列出各分布后缀,前面加前缀d、p、q或r就构成函数名:

norm:正态,t:t分布,f:F分布,chisq:卡方(包括非中心) unif:均匀,exp:指数,weibull:威布尔,gamma:伽玛,beta:贝塔

lnorm:对数正态,logis:逻辑分布,cauchy:柯西, binom:二项分布,geom:几何分布,hyper:超几何,nbinom:负二项,pois:泊松 signrank:符号秩,

wilcox:秩和,tukey:学生化极差

sum, mean, var, sd, min, max, range, median, IQR(四分位间距)等为统计量,sort,order,rank与排序有关,其它还有ave,fivenum,mad,quantile,stem等。

R中已实现的有chisq.test,prop.test,t.test。

cor,cov.wt,var:协方差阵及相关阵计算 biplot,biplot.princomp:多元数据biplot图 cancor:典则相关 princomp:主成分分析 hclust:谱系聚类

kmeans:k-均值聚类 cmdscale:经典多维标度 其它有dist,mahalanobis,cov.rob。

ts:时间序列对象 diff:计算差分 time:时间序列的采样时间 window:时间窗

lm,glm,aov:线性模型、广义线性模型、方差