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拉普拉斯分布
來源:互聯網

如果隨機變量的概率密度函數分布如圖所示,那么它就是拉普拉斯分布,記為X~皮埃爾-西蒙·拉普拉斯(μ,b),其中,μ 是位置參數,b 是尺度參數。如果 μ = 0,b=1,那么,正半部分恰好是1/2倍 λ = 1的指數分布。拉普拉斯分布又稱雙指數分布,由于其形式可看作兩個平移的指數分布背靠背拼接在一起。拉普拉斯分布的尾部比正態分布更加平坦,因此在極值影響較大的情況下,拉普拉斯分布比正態分布更為適用。

定義

設隨機變量具有密度函數。

其中 為常數,且 ,則稱 服從參數為 的拉普拉斯分布。

易見, ,且 ,

(令 ) .

可見 確定了一個密度函數,

此外

.

如右圖給出了拉普拉斯分布的密度曲線( )。

拉普拉斯分布的若干性質

. (1)

則稱X服從參數為(位置參數)和(尺度參數)的皮埃爾-西蒙·拉普拉斯(Laplace)分布,記作 .

1.拉普拉斯分布的密度函數如式(1)關于 對稱,且在該點達到極大值 ,即是它的眾數。越小曲線越陡, 越大曲線越平坦。它有兩個拐點

2.設 ,則它的分布函數為 .

3.設 ,則 .

4..設 ,則它的r階中心矩為 當r為奇數是其值為0,為偶數時其值為 。

5.設 ,則

6.設 ,則它的矩母函數和特征函數為 , .

應用

在近代統計中,穩健性占有重要的地位,例如在古典回歸分析中,用偏差平方和的大小作標準,來選擇回歸系數使它達到極小,這種回歸不具有穩健性,然而,如改為用偏差的絕對值和作為標準,卻具有穩健性.。于是研究隨機變量絕對值的分布是很有意義的. 設,可以證明,其中這是一個很有意思的結果。若X與Y獨立同分布于,則 ,上述兩個事實表明,若在回歸分析中假定服從拉普拉斯分布,并用絕對偏差和作為標準,可以導出很多良好的性質。

拉普拉斯分布與正態分布有一定的聯系。設 X , Y , Z ,W 獨立同分布于,則

拉普拉斯分布和哥西分布之間有著非常有趣的聯系。 的分布密度和特征函數 分別為

而的分布密度和持征函數分別是

我們看到,的分布密度與 的特征函數有相同的形式 (僅差一個常數) ,而的特征函數與 的分布密度也有相同的性質(僅差一個常數) 。

設 是總體的樣本,欲通過它們來估計和,將重排得,若n為奇數,用作為的估計;若n為偶數,則可用至 之間的任何一個數來作為的估計,通常用

而的估計是:

若已知,則

若未知,則

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