¿Cuál es el rango de correlaciones alcanzables para el par de variables aleatorias distribuidas exponencialmente y , donde son los parámetros de velocidad?
correlation
exponential
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Respuestas:
Sea (resp. \ Rho _ {\ max} ) denotar el límite inferior (resp. Superior) de la correlación alcanzable entre X_1 y X_2 . Los límites \ rho _ {\ min} y \ rho _ {\ max} se alcanzan cuando X_1 y X_2 son respectivamente contramonotónicos y comonotónicos (ver aquí ).ρmin ρmax X1 X2 ρmin ρmax X1 X2
Límite inferiorρmin
Para determinar el límite inferior construimos un par de variables exponenciales contramonotónicas y calculamos su correlación.
La condición necesaria y suficiente mencionada aquí y la transformación integral de probabilidad proporcionan una manera conveniente de construir las variables aleatorias y modo que sean contramonotónicas. Recuerde que la función de distribución exponencial es , por lo que la función cuantil es .X1 X2
F(x)=1−exp(−λx) F−1(q)=−λ−1log(1−q)
Sea una variable aleatoria distribuida uniformemente, entonces también se distribuye uniformemente y las variables aleatorias tienen la distribución exponencial con tasa y respectivamente. Además, son contramonotónicos ya que y , y las funciones y aumentan y disminuyen respectivamente.U∼U(0,1) 1−U
Ahora, calculemos la correlación de y . Por las propiedades de la distribución exponencial tenemos , , , y . Además, tenemos dondeX1 X2 E(X1)=λ−11 E(X2)=λ−12 var(X1)=λ−21 var(X2)=λ−22
Por lo tanto, Tenga en cuenta que el límite inferior no depende de las tasas y , y que la correlación nunca llega a , incluso cuando ambos márgenes son iguales (es decir, cuando ).
Límite superiorρmax X1=g1(U) X2=g2(U) g1(x)=−λ−11log(1−x) g2(x)=−λ−12log(1−x) λ1 λ2
Para determinar el límite superior seguimos un enfoque similar con un par de variables exponenciales comonotónicas. Ahora, deje que y donde y , que son ambas funciones crecientes. Entonces, estas variables aleatorias son comonotónicas y ambas se distribuyen exponencialmente con tasas y .
Tenemos y por lo tanto, De manera similar al límite inferior, el límite superior no depende de las tasas y .
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