題:
-1和1之間的概率密度函數?
Jebego
2012-07-10 23:26:15 UTC
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我目前正在使用高斯分佈作為遺傳算法的變異算子。但是,我只想獲取介於-1和1之間的值。我也不想截斷我的高斯分佈,這使我有很多1和-1。

什麼類型的概率密度函數我可以用來基於-1和1之間的平均值來獲取-1和1之間的值嗎?

這是我要查找的分佈圖,平均值為0,-0.5和0.5:

Distribution Function

二 答案:
Néstor
2012-07-11 00:39:17 UTC
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一個 beta發行版似乎很滿足您的需求,但是您必須執行一次轉換才能將其對$(0,1)$(有限)的支持更改為$(-1, 1)$支持。

讓$ X $分佈為beta分佈,則轉換$$ Y =(ba)X + a $$給出的隨機變量$ Y $是beta分佈, PDF在$(a,b)$中有有限的支持。在您的情況下,$ a = -1 $和$ b = 1 $。線性變換的PDF格式為:$$ p(Y = y | \ alpha,\ beta,a,b)= f \ left(\ frac {ya} {ba} \ right)\ frac {1} { ba},$$,其中$ f(x)$是我引用的Wiki頁面中給出的beta分佈的PDF,而$ \ alpha $和$ \ beta $是它的參數。在您的情況下,如果$ a = -1 $和$ b = 1 $,我們將得到:$$ p(Y = y | \ alpha,\ beta)= \ frac {1} {2} f \ left(\ frac { y + 1} {2} \ right)。$$

MånsT
2012-07-11 01:39:10 UTC
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這是嘗試進一步說明如何應用Néstor關於使用beta分佈的建議(+1,btw)。

beta分佈具有兩個參數$ \ alpha $和$ \ beta $。這些決定了分佈的形狀-它看起來像圖形中的分佈,如盒子,直線等。那麼問題是,您應該在發行版中使用哪些參數。您想要獲得正確的均值和正確的分佈形狀。

如果$ X \ sim \ rm Beta(\ alpha,\ beta)$,則其均值為$ \ mu = \ frac {\ alpha} {\ alpha + \ beta} $。因此,$ \ beta = \ alpha(\ mu ^ {-1} -1)$。

回想一下,如果$ Y = 2X-1 $,則$ E(Y)= 2E(X)-1 $。如果您希望$ [-1,1] $的分佈均值為$ 0.5 $,則beta分佈變量$ X $(位於$ [0,1] $上)應均值為$ \ mu = 0.75 $,因為$ 0.5 = 2 * 0.75-1 $。

示例:設置$ \ alpha = 5 $(例如)。然後$ \ beta = 5 \ cdot(1 / 0.75-1)= 5/3 $產生$ X $,均值$ 0.75 $。

通過嘗試$ \ alpha $和$ \ mu $的不同組合您可以通過這種方式找到具有正確均值和正確形狀的分佈。以下是一些與您的圖形相似的示例:

enter image description here

最後,從問題中的插圖看來,您標記為紅色的是模式(即密度函數的最大值),而不是分佈的平均值。 Beta分佈的模式為$ \ frac {\ alpha-1} {\ alpha + \ beta-2} $。因此,如果模式為$ m $,則有$ \ beta =(\ alpha-1)/ m-a + 2 $。使用此方法,您可以通過與上述實驗類似的實驗找到具有正確形狀和模式的分佈。

+1最優質的答案,這個stackexchange網站很棒:D
(+1)很好的建議說明!
(+1)等一下,我還沒有投票贊成?幾點注意事項:如果您喜歡一個字符的編輯,則可以在一個位置將$ * $更改為$ \ cdot $。另外,似乎您隱式地將感興趣的參數空間限制為$ \ {(\ alpha,\ beta):\ alpha> 1,\ beta> 1 \} $,這在OP的情況下是有意義的。 :)
@cardinal:顯然不是,您花了這麼長時間嗎? ;)關於限制,您是完全正確的(但是再說一次,除非存在該模式,談論該模式沒有多大意義)。如果我也想添加更多內容,可以修改此內容(與最近關於meta的討論保持一致:)


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