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Beta 分布


BetaDistribution

Beta分布是一种通用的统计分布类型,它与伽玛分布有关。Beta分布有两个自由参数,根据两种不同的符号约定进行标记。通常的定义称这些参数为 alphabeta,另一种定义使用 beta^'=beta-1alpha^'=alpha-1 (Beyer 1987, p. 534)。Beta分布在贝叶斯分析中用作二项式比例的先验分布 (Evans et al. 2000, p. 34)。上面的图是针对 (alpha,beta) 的各种值,其中 alpha=1beta 的范围从 0.25 到 3.00。

定义域为 [0,1],概率函数 P(x)分布函数 D(x) 由下式给出

P(x)=((1-x)^(beta-1)x^(alpha-1))/(B(alpha,beta))
(1)
=(Gamma(alpha+beta))/(Gamma(alpha)Gamma(beta))(1-x)^(beta-1)x^(alpha-1)
(2)
D(x)=I(x;a,b),
(3)

其中 B(a,b)beta 函数I(x;a,b)正则化 beta 函数,且 alpha,beta>0。Beta 分布在 Wolfram 语言中实现为BetaDistribution[alpha, beta].

该分布是归一化的,因为

 int_0^1P(x)dx=1.
(4)

特征函数是

phi(t)=int_0^1(x^(a-1)(1-x)^(b-1))/(beta(a,b))e^(-2piixt)dx
(5)
=_1F_1(a;a+b;it),
(6)

其中 _1F_1(a;b;z)第一类合流超几何函数

原始矩由下式给出

mu_r^'=int_0^1P(x)x^rdx
(7)
=(Gamma(alpha+beta)Gamma(alpha+r))/(Gamma(alpha+beta+r)Gamma(alpha))
(8)

(Papoulis 1984, p. 147),中心矩由下式给出

 mu_r=(-alpha/(alpha+beta))^r_2F_1(alpha,-r;alpha+beta;(alpha+beta)/alpha),
(9)

其中 _2F_1(a,b;c;x)超几何函数

因此,均值、方差、偏度和超额峰度由下式给出

mu=alpha/(alpha+beta)
(10)
sigma^2=(alphabeta)/((alpha+beta)^2(alpha+beta+1))
(11)
gamma_1=(2(beta-alpha)sqrt(1+alpha+beta))/(sqrt(alphabeta)(2+alpha+beta))
(12)
gamma_2=(6[alpha^3+alpha^2(1-2beta)+beta^2(1+beta)-2alphabeta(2+beta)])/(alphabeta(alpha+beta+2)(alpha+beta+3)).
(13)

beta(alpha,beta) 分布的变量的众数是

 x^^=(alpha-1)/(alpha+beta-2).
(14)

另请参阅

伽玛分布

使用 Wolfram|Alpha 探索

参考文献

Abramowitz, M. 和 Stegun, I. A. (Eds.). 数学函数手册,包含公式、图表和数学表格,第 9 版。 New York: Dover, pp. 944-945, 1972.Beyer, W. H. CRC 标准数学表格,第 28 版。 Boca Raton, FL: CRC Press, pp. 534-535, 1987.Evans, M.; Hastings, N.; 和 Peacock, B. "Beta Distribution." Ch. 5 in 统计分布,第 3 版。 New York: Wiley, pp. 34-42, 2000.Jambunathan, M. V. "Beta 分布和伽玛分布的一些性质。" Ann. Math. Stat. 25, 401-405, 1954.Kolarski, I. "关于乘积服从 Beta 分布的 n 个独立随机变量组。" Colloq. Math. IX Fasc. 2, 325-332, 1962.Krysicki, W. "关于 Beta 分布的一些新性质。" Stat. Prob. Let. 42, 131-137, 1999.Papoulis, A. 傅里叶积分及其应用。 New York: McGraw-Hill, 1962.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

Beta 分布

引用为

Weisstein, Eric W. "Beta 分布。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/BetaDistribution.html

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