均匀随机变量的余弦

机器算法验证 数据转换 随机变量 密度函数 累积分布函数
2022-03-30 06:28:29

我必须找到的pdfY=cos(X)在哪里X是一个随机变量,均匀分布在[π,π]. 我用分布函数法解决了这个问题,结果是:

fY(y)=1πsin(cos1y),y [1,1]

我无法直观地理解这个结果。乍一想,原来是这样cos(X)也应该均匀分布,但这显然是错误的。我完全不明白为什么pdfcos(X)11也是。

请帮我对这个结果形成一个直观的理解,我不是统计学背景。

1个回答

这是对结果的一般外观的最直观的解释。只考虑原件的右半部分y范围(另一半与此处发生的情况有关零对称)。

价值观在哪里结束?哪些值接近 1?为 0?

显然,从检查cos功能,小y值将变为接近的值1, 而值y靠近π映射到附近1和附近的值π/2映射到附近0.

靠近y=π/2cos函数几乎是线性的,因此是均匀分布的Y变换后值将保持几乎一致(只是几乎线性地重新缩放 - 在这种情况下,它在此附近接近的线性变换会翻转值并将它们移动)。

靠近y=0cos函数几乎是二次的,cosy1y2/2. 那么会发生什么y介于 0 和ε对于小ε?

它们被映射到之间的值1ε2/21. 所以他们聚集在一个大约ε/2和他们来自哪里一样大。所以它必须得到(平均2/ε那里的密度是那里的两倍——一个很大的数字。

例如,介于 0 和 0.01 之间的值大致介于 1-0.00005 和 1 之间。因此它们被压缩到空间的二分之一,因此需要平均 200 倍的密度,并且越靠近它就越大。

有类似的效果y值接近π但他们映射到附近1.

所以整体外观直观清晰 - 密度应该在零附近看起来平坦并显着增加 - 实际上,在端点附近没有限制。

(注意sin(cos1y)=1y2这里。这不会影响上面关于为什么它必须看起来像这样的直观解释,但如果您尝试使用通常的代数方法来计算变换变量的密度,这很有用。)