일반화 파레토 분포

Generalized Pareto distribution
일반화 파레토 분포
확률밀도함수
Gpdpdf
= 대한 GPD 분포 함수 및 (와) 의 다른 값
누적분포함수
Gpdcdf
매개변수

( - ,) 위치(실제)
( ,) 척도(real)

( - ,) 모양(실제)
지원


PDF


여기서 = -
CDF
평균
중앙값
모드
분산
왜도
엑스트라 쿠르토시스
엔트로피
MGF
CF
모멘트의 방법

통계에서 일반화된 파레토 분포(GPD)는 연속 확률 분포의 한 계열이다. 그것은 종종 다른 분포의 꼬리를 모형화하는 데 사용된다. 위치 척도 형상 의 세 가지 매개변수로 지정된다[1][2] 때로는 척도와 형상만[3], 형상 매개변수만 지정하기도 한다. 일부 참조에서는 형상 모수를 = - 로 표시한다[4]

정의

GPD의 표준 누적분포함수(cdf)는 다음과[5] 같이 정의된다.

여기서 지원은 에 대한 0 0이고, < 0 {\ 0 z/\이다 해당 확률밀도함수(pdf)는

특성화

관련 위치 척도 분포 계열은 인수 x - 로 교체하고 그에 따라 지지대를 조정하여 얻는다.

The cumulative distribution function of (, , and ) is

where the support of is when , and when .

~ P , , σ ,)의 확률밀도함수(pdf) )는

,

x \0 때 x - - \ / {\ -.

pdf는 다음과 같은 미분방정식의 해법이다.[citation needed]

특례

  • 형상 위치 이(가) 모두 0이면 GPD는 지수 분포와 동일하다.
  • With shape and location , the GPD is equivalent to the Pareto distribution with scale and shape .
  • If , , , then 1] (exGPD는 지수화된 일반화된 파레토 분포를 의미한다.)
  • GPD는 Burr 분포와 유사하다.

일반화된 Pareto 랜덤 변수 생성

GPD 랜덤 변수 생성

U가 (0, 1)에 균일하게 분포되어 있는 경우,

그리고

두 공식 모두 cdf의 역순으로 구한다.

Matlab Statistics Toolbox에서는 "gprnd" 명령을 쉽게 사용하여 일반화된 Pareto 난수를 생성할 수 있다.

지수-감마 혼합물로서의 GPD

GPD 랜덤 변수는 감마 분산 속도 매개변수와 함께 지수 랜덤 변수로 표현될 수도 있다.

그리고

그때

그러나, 감마 분포에 대한 모수가 0보다 커야 하므로, 다음과 같은 추가 제한사항을 얻는다:

지수 일반화 파레토 분포

지수 일반화된 Pareto 분포(exGPD)

다른 값 } 및 {\\sigma \ x G P ()의 pdf

If , , , then is distributed according to the exponentiated generalized Pareto distribution, denoted b ~ {\ }, }}},

The probability density function(pdf) of , is

where the support is for , and for .

모든 에 대해 로그 이(가) 위치 매개 변수가 된다. 모양이 양수인 경우 PDF에 대한 오른쪽 패널을 참조하십시오.

exGPD는 모든 > 및 -< -<\<\에 대해 모든 주문의 모멘트가 유한하다

의 함수로서 e P ,) 의 분산 display {\}에만 의존한다는 점에 유의하십시오 빨간색 점선은 = 0 (1)= 2/ 에서 평가된 분산을 나타낸다

~ ( ,){\모멘트 생성 기능은 다음과 같다.

(, ) 은 각각 베타 함수감마 함수를 나타낸다.

The expected value of , depends on the scale and shape parameters, digamma 기능을 통해 이(가) 참여하는 동안:

- ,) 의 고정 값에 로그 이(가)가 일반화된 Pareto 분포에서 위치 매개 변수로 재생된다는 점에 유의하십시오.

The variance of , depends on the shape parameter only through the polygamma function of order 1 (also trigamma 함수 호출:

의 함수로 분산을 보려면 오른쪽 패널을 참조하십시오. (1) = / '(1)=\}/

Note that the roles of the scale parameter and the shape parameter under are separably interpretable, which may lead to a robust efficient estimation for the than using the ( ,) [2]. The roles of the two parameters are associated each other under (at least up to the second central moment); see the formula of variance wherein both parameters are participated.

힐의 추정기

Assume that are observations (not need to be i.i.d.) from an unknown heavy-tailed distribution such that its tail distribution is regularly varying with the tail-index 으) (으) 해당 형상 모수는 입니다. 구체적으로 말하면, 꼬리 분포는 다음과 같이 설명된다.

형상 모수 를 추정하는 것은 특히 가 양수일 때(즉, 헤비테일 분포라고 함) 극단값 이론에 특히 관심이 있다.

를 조건부 초과 분포 함수로 한다. Pickands–Balkema–de Haan theorem (Pickands, 1975; Balkema and de Haan, 1974) states that for a large class of underlying distribution functions , and large , is well approximated by the generalized Pareto distribution (GPD), which motivated Peak Over Thresh 을(를) 추정하는 기존(POT) 방법 GPD는 POT 접근방식에서 핵심적인 역할을 한다.

POT 방법론을 이용한 유명한 추정자는 힐의 추정기다. 힐 평가기의 기술적 공식은 다음과 같다. For , write for the -th largest value of . Then, with this notation, the Hill's estimator (see page 190 of Reference 5 by Embrechts et al [3]) based on the 상한 순서 통계는 다음과 같이 정의된다.

실제로 힐 추정기는 다음과 같이 사용된다. 먼저 추정기 {\text을(를) 계산하십시오. k, n 에서 순서 쌍 , k = 2n {\ \k^{\}}}}{\text}}})를 표시하십시오n 그런 힐 추정기 집합에서 선택한다}}{\ which are roughly constant with respect to : these stable values are regarded as reasonable estimates for the shape parameter . If are i.i.d., then the Hill's estimator is a consistent estimator for the sh 매개 변수 ▼ 4].

Hill Estimator k {\displaystyle {\{\text makes a use of the log-transformation for the observations . (The Pickand's estimator also employed the log-transformation, but in a slightly different way [5].)

참고 항목

참조

  1. ^ Coles, Stuart (2001-12-12). An Introduction to Statistical Modeling of Extreme Values. Springer. p. 75. ISBN 9781852334598.
  2. ^ Dargahi-Noubary, G. R. (1989). "On tail estimation: An improved method". Mathematical Geology. 21 (8): 829–842. doi:10.1007/BF00894450. S2CID 122710961.
  3. ^ Hosking, J. R. M.; Wallis, J. R. (1987). "Parameter and Quantile Estimation for the Generalized Pareto Distribution". Technometrics. 29 (3): 339–349. doi:10.2307/1269343. JSTOR 1269343.
  4. ^ Davison, A. C. (1984-09-30). "Modelling Excesses over High Thresholds, with an Application". In de Oliveira, J. Tiago (ed.). Statistical Extremes and Applications. Kluwer. p. 462. ISBN 9789027718044.
  5. ^ Embrechts, Paul; Klüppelberg, Claudia; Mikosch, Thomas (1997-01-01). Modelling extremal events for insurance and finance. p. 162. ISBN 9783540609315.

추가 읽기

외부 링크