矩量母函数

1 矩量母函数 矩量母函数又称矩母函数(Moment Generating Function)又称动差生成函数,是一种构造函数,其定义为:随机变量XXX是连续型随机变量时,其矩量母函数为:MX(t)=E(etX)=∫−∞+∞etxf(x)dxM_X(t)=\mathrm{E}(e^{tX})=\int_{-\infty}^{+\infty}e^{tx}f(x)dxMX​(t)=E(etX)=∫−∞+∞​etxf(x)dx随机变量XXX是离散型随机变量时,其矩量母函数为:MX(t)=E(etX)=∑xi

1 矩量母函数

矩量母函数又称矩母函数(Moment Generating Function)又称动差生成函数,是一种构造函数,其定义为:

随机变量矩量母函数是连续型随机变量时,其矩量母函数为:

矩量母函数

随机变量矩量母函数是离散型随机变量时,其矩量母函数为:

矩量母函数

由泰勒级数可知

矩量母函数

得到:

矩量母函数

其中,矩量母函数即为矩量母函数矩量母函数阶中心距。
矩量母函数对矩量母函数矩量母函数阶导可得

矩量母函数

矩量母函数时,则有

矩量母函数

由此可知随机变量矩量母函数的均值和方差分别为:

矩量母函数

矩量母函数

2 参数为矩量母函数矩量母函数的二项分布

离散随机变量矩量母函数服从参数为矩量母函数矩量母函数的二项分布,则其矩母函数为

矩量母函数

因此

矩量母函数

所以则有

矩量母函数

求二阶导则有

矩量母函数

所以

矩量母函数

因此,矩量母函数的方差为

矩量母函数

3 均值为矩量母函数的泊松分布

离散随机变量矩量母函数服从均值为矩量母函数的泊松分布,则其矩母函数为

矩量母函数

求微分可得

矩量母函数

所以则有

矩量母函数

因此,泊松分布的均值和方差都是矩量母函数

4 参数为矩量母函数的指数分布

离散随机变量矩量母函数服从参数为矩量母函数的指数分布,则其矩母函数为

矩量母函数

从上面的推导可以发现,对于指数分布,矩量母函数只对小于矩量母函数矩量母函数值定义。对矩量母函数微分可以得到

矩量母函数

因此

矩量母函数

于是矩量母函数的方差为

矩量母函数

5 参数为矩量母函数矩量母函数的正态分布

标准正态随机变量矩量母函数的矩母函数如下所示

矩量母函数

如果矩量母函数是标准正态分布,那么矩量母函数就是参数为矩量母函数矩量母函数的正态分布,则有

矩量母函数

经过微分可以得到

矩量母函数

所以则有

矩量母函数

方差为

矩量母函数

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