間違いしかありません.コメントにてご指摘いただければ幸いです(気が付いた点を特に断りなく頻繁に書き直していますのでご注意ください).

正規分布(normal distribution)の積率母凾数(moment-generating function)と期待値(expected value)・分散(variance)

正規分布

N(μ,σ2)=12πσ2e(xμ)22σ2

積率母凾数

MX(t)E[etX]=(etx)12πσ2e(xμ)22σ2dx=12πσ2(etx)e(xμ)22σ2dx=12πσ2e(xμ)22σ2+txdx=12πσ2e(xμ)2+(2σ2)(tx)2σ2dx=12πσ2ex22xμ+μ22xσ2t2σ2dx=12πσ2ex22xμ+μ22xσ2t2σ22μσ2t+σ4t22σ2+2μσ2t+σ4t22σ2dx=12πσ2ex22xμ+μ22xσ2t+2μσ2t+σ4t22σ2+2μσ2t+σ4t22σ2dx=12πσ2e(xμσ2t)22σ2+2μσ2t+σ4t22σ2dxa22ab+b22ac+2bc+c2=(abc)2=12πσ2e(xμσ2t)22σ2+(μt+σ2t22)dx=12πσ2e(xμσ2t)22σ2e(μt+σ2t22)dx=e(μt+σ2t22)12πσ2e(xμσ2t)22σ2dx=e(μt+σ2t22)12πσ2e(xμσ2t)22σ2dx=N(μ+σ2t,σ2)=1

期待値・分散

MX(m)(0)dmdmtMx(t)|t=0=E[XmetX]|t=0=E[Xm] E[X]=MX(1)(0)={ddt(e(μt+σ2t22))}|t=0={e(μt+σ2t22)(μ+σ2t)}|t=0=e(μ0+σ2022)(μ+σ20)=e0(μ+0)=μ E[X2]=MX(2)(0)={d2dt2(e(μt+σ2t22))}|t=0={ddt(e(μt+σ2t22)(μ+σ2t))}|t=0=[{ddt(e(μt+σ2t22))}(μ+σ2t)+(e(μt+σ2t22)){ddt(μ+σ2t)}]|t=0=[e(μt+σ2t22)(μ+σ2t)2+e(μt+σ2t22)σ2]|t=0=e(μ0+σ2022)(μ+σ20)2+e(μ0+σ2022)σ2=μ2+σ2 V[X]=E[X2]E[X]2=μ2+σ2μ2=σ2

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