Pallonkuorelle tasajakauma, koordinaatin varianssi

Olkoon X=(X_1, ..., X_n) tasajakautunut 1-säteisen n-pallon kuorelle. Mikä on sen ensimmäisen koordinaatin X_1 varianssi?
3118
Äänestä

Muut lukivat myös

Vastaukset 3

Vanhimmat

Enpä ryhdy tuota laskemaan, mutta saat sen n-ulotteisen pallon pinta-alojen mukaan (suhteessa x1 ulottuvuuteen).

Äänestä
  • Siihen on olemassa myös ovela oikotie.
    Vinkki: Var(X_j) = E[X_j^2], sillä E[X_j]=0.

    Itsekin laskin aluksi muodostamalla pdf:n x_1-koordinaatille. Se on täällä:
    https://math.stackexchange.com/questions/151944/probability-distribution-of-a-coordinate-of-the-random-point-on-a-hypersphere-wi
    mutta osaisiko muuten joku sanoa, miksi tuolla on lausekkeessa (1−s^2)^{(N−3)/2}, tuo N-3, eikä N-2, jonka minä olisin alunperäisessä laskussani sinne laittanut. Järkeilin jotenkin näin:

    Kertymäfunktio F(s) = P(X_j < s) on vakio kertaa int_{-1}^s (1-t^2)^{(t-2)/2}dt, sillä n-ulotteisen pallon kuoren leikkaus kohdasta x_1=t ( eli leikkauksen säteeksi tulee (1-t^2)^{1/2} ) on n-1 ulotteisen pallon kuori, joka siis on n-2 ulotteinen eli sen mitta skaalautuu kuten säde potenssiin n-2. Joten pdf on tämän derivaattana juuri se mitä integraalin sisällä on. Mutta miksi siellä onkin n-3 (tämä tuottaa oikean tuloksen)?

    Oikotien oivalsin vasta sitten kun olin saanut tuloksen. Jätetään se nyt paljastamatta, jos joku haluaa itse keksiä.

    Äänestä

Paljastetaan nyt se "kikka". Koska jokainen koordinaatti on symmetrisessä asemassa, niin niiden jokaisen varianssi on sama ja koska lisäksi myöskin symmetrian takia jokaisen odotusarvo on 0, niin

Var(X_i) = E[X_i^2]

summataan kaikki varianssit (jotka siis ovat yhtä suuria) yhteen ja odotusarvon lineaarisuutta käyttäen:

n*Var(X_1)
= Var(X_1) Var(X_2) ... Var(X_n)
= E[X_1^2] E[X_2^2] ... E[X_n^2]
= E[||X||^2]
= E[1]
= 1,

joten Var(X_1) = 1/n.

Äänestä

Kommentoi aloitusta


Kanootti3 kirjoitti:

Olkoon X=(X_1, ..., X_n) tasajakautunut 1-säteisen n-pallon kuorelle. Mikä on sen ensimmäisen koordinaatin X_1 varianssi?

Anonyymi
5000

Ilmoita asiaton sisältö

  • Sisältää materiaalia, joka on loukkaavaa, herjaavaa, rasistista, uhkailevaa tai ahdistelevaa.

  • Materiaali sisältää nimiä, yhteystietoja tai muita henkilökohtaisia tietoja. Julkisuuden henkilöistä, julkisissa viroissa toimivista ihmisistä sekä yritysten vastuuhenkilöistä saa keskustella työhön liittyen. Myös yksityiselämään liittyvistä asioista voi keskustella siltä osin, kuin niistä on julkisesti kerrottu.

  • Sisältää lapsille haitallista tai heiltä kiellettyä materiaalia. Seksuaalinen sisältö on sallittua aiheeseen tarkoitetuilla palstoilla, joiden ikäraja on 18 vuotta.

  • Lainvastaista sisältöä voi olla mm. yksityiselämää loukkaavan tiedon levitys, kiihottaminen kansanryhmää vastaan, laiton uhkaaminen, alaikäisiin liittyvä seksuaalinen sisältö/grooming, petokset, identiteettivarkaudet, kunnianloukkaukset ja tekijänoikeusrikkomukset.

  • Sisältö ei liity palstan tai keskusteluketjun aiheeseen.

  • Viesti ei ole suomea tai ruotsia (pl. International Forums), se sisältää mainontaa, se sisältää tekijänoikeuksin suojattua materiaalia, se on massapostitus tai jokin muu syy.

Jaa keskustelu