Bagaimana saya menghitung

41

Misalkan dan Φ ( ) adalah fungsi kerapatan dan fungsi distribusi dari distribusi normal standar.ϕ()Φ()

Bagaimana seseorang dapat menghitung integral:

Φ(wab)ϕ(w)dw
hadisanji
sumber
5
Ini semua baik-baik saja Referensi awal untuk hasil yang lebih umum yang mencakup yang ini adalah Ellison (1964, J.Am.Stat.Assoc, 59, 89-95); lihat Corollary 1 of Theorem 2.

Jawaban:

48

Notasi yang lebih konvensional adalah

y(μ,σ)=Φ(xμσ)ϕ(x)dx=Φ(μ1+σ2).

Ini dapat ditemukan dengan membedakan integral terhadap dan σ , menghasilkan integral elementer yang dapat diekspresikan dalam bentuk tertutup:μσ

yμ(μ,σ)=12πσ2+1e12μ2σ2+1,

yσ(μ,σ)=μσ2π(σ2+1)3/2e12μ2σ2+1.

Sistem ini dapat diintegrasikan, dimulai dengan kondisi awal = Φ ( x ) φ ( x ) d x = 1 / 2 , untuk mendapatkan solusi yang diberikan (yang mudah diperiksa oleh diferensiasi).y(0,1)Φ(x)ϕ(x)dx1/2

whuber
sumber
4
Saya memeriksa ulang jawabannya melalui integrasi numerik dan menyusun rasio untuk , 0 < σ 2 : kesepakatan adalah untuk sebelas angka penting di seluruh rentang ini. 2μ20<σ2
Whuber
wow, solusi cerdas.
Cam.Davidson.Pilon
2
Saya pikir ini bisa dilakukan hampir dengan inspeksi. Istilah pertama di bawah integral adalah variabel acak seragam [0,1]. Karena pdf normal simetris, integralnya harus 12
soakley
1
@soakley Pendekatan Anda berfungsi untuk , tetapi tidak jelas bagaimana itu akan berlaku untuk argumen lain dari y . y(0,1)y
whuber
1
@whuber Maaf karena tidak mengerti, tetapi begitu kita memiliki dua bentuk tertutup untuk turunan dan kondisi awal, bagaimana kita beralih dari sana ke solusi akhir? Dengan kata lain, apa yang Anda lakukan dengan ekspresi bentuk tertutup untuk turunan dan kondisi awal?
user106860
63

XYXN(a,b2)Y

P{XYY=w}=P{Xw}=Φ(wab).
P{XY}=P{XYY=w}ϕ(w)dw=Φ(wab)ϕ(w)dw.
P{XY}=P{XY0}Φ()XYN(a,b2+1)
Φ(wab)ϕ(w)dw=Φ(ab2+1)
Dilip Sarwate
sumber
2

I(γ)=Φ(ξx+γ)N(x|0,σ2)dx,
γ=ξμI(γ)I(0)=0γ
dIdγ=N((ξx+γ)|0,1)N(x|0,σ2)dx=12πexp(12(ξx+γ)2)12πσ2exp(x22σ2)dx.
(ξx+γ)2+x2σ2=(ξ2+σ2)=ax2+2γξ=bx+γ2=c=a(xb2a)2+(cb24a)(cb24a)=γ24γ2ξ24(ξ2+σ2)=γ2(1ξ2ξ2+σ2)=γ2(11+ξ2σ2)
dIdγ=12πσexp(12(cb24a))2πaa2πexp(12a(xb2a)2)dx=12πσexp(12(cb24a))2πa=12πσ2aexp(12(cb24a))=12π(1+σ2ξ2)exp(12γ21+ξ2σ2)

I(γ)=γ12π(1+σ2ξ2)exp(12z21+ξ2σ2)dz=Φ(γ1+ξ2σ2)

yang menyiratkan

Φ(ξx)N(x|μ,σ2)dx=I(ξμ)=Φ(ξμ1+ξ2σ2).

Jenny Reininger
sumber