Вывод замены переменных функции плотности вероятности?


16

В книге распознавания образов и машинного обучения (формула 1.27) она дает

py(y)=px(x)|dxdy|=px(g(y))|g′(y)|
гдеx=g(y),px(x) - это pdf, соответствующийpy(y) отношению к изменению переменной.

В книгах говорится, что это потому, что наблюдения, попадающие в диапазон (x,x+δx) , при малых значениях δx будут преобразованы в диапазон (y,y+δy) .

Как это происходит формально?


Обновление от Дилипа Сарватэ

Результат верен только в том случае, если g является строго монотонной возрастающей или убывающей функцией.


Некоторое незначительное изменение в ответе Л. В. Рао поэтому, если g

P(Y≤y)=P(g(X)≤y)={P(X≤g−1(y)),if g is monotonically increasingP(X≥g−1(y)),if g is monotonically decreasing
gмонотонно возрастает f Y ( y ) = f X ( g - 1 ( y ) ) ⋅ d
FY(y)=FX(g−1(y))
если монотонно убывающий FY(y)=1-FX(g-1(y))fY(y)=-fX(g-1(y))⋅d
еY(Y)знак равноеИкс(грамм-1(Y))⋅ddYграмм-1(Y)
FY(Y)знак равно1-FИкс(грамм-1(Y))
еY(Y)знак равно-еИкс(грамм-1(Y))⋅ddYграмм-1(Y)
∴еY(Y)знак равноеИкс(грамм-1(Y))⋅|ddYграмм-1(Y)|

1
граммграмм

Объяснение вашей книги напоминает то, что я предложил на stats.stackexchange.com/a/14490/919 . Я также разместил общий алгебраический метод на stats.stackexchange.com/a/101298/919 и геометрическое объяснение на stats.stackexchange.com/a/4223/919 .
— whuber

1
@DilipSarwate спасибо за ваше объяснение, я думаю, что понимаю интуицию, но меня больше интересует, как ее можно получить, используя существующие правила и теоремы :)
— dontloo

Ответы:


15

ИксpdfYзнак равнограмм(Икс)pdfY

п(Y≤Y)знак равноп(грамм(Икс)≤Y)знак равноп(Икс≤грамм-1(Y))орFY(Y)знак равноFИкс(грамм-1(Y)),по определению CDF
YYY
еY(Y)знак равноеИкс(грамм-1(Y))⋅ddYграмм-1(Y)
Y
еY(Y)знак равно-еИкс(грамм-1(Y))⋅ddYграмм-1(Y)
∴еY(Y)знак равноеИкс(грамм-1(Y))⋅|ddYграмм-1(Y)|

Но поскольку интеграл по fx должен быть равен 1, а fy - это масштабированная версия fx, разве это не означает, что fy не является правильным pdf, если только якобиан в abs () не равен 1 или -1?
— Крис

грамм-1
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.