Covariância de variáveis ​​aleatórias transformadas


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Eu tenho duas variáveis ​​aleatórias X>0 e Y>0 .

Dado que eu posso estimar

Cov(X,Y),
como posso estimar
Cov(log⁡(X),log⁡(Y))?

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Esta questão passado perguntado sobre correlação em vez de covariância, mas é relacionada: stats.stackexchange.com/questions/35941/...
— Douglas Zare

Respostas:


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Pode-se adotar a abordagem da expansão de Taylor:

http://en.wikipedia.org/wiki/Taylor_expansions_for_the_moments_of_functions_of_random_variables

Editar:

Tome , V = log ( Y ) .U=log⁡(X)V=log⁡(Y)

Use expansão multivariada de Taylor para calcular uma aproximação a (de maneira semelhante ao exemplo no final de "Primeiro momento" no link que faz o caso mais simples de E ( X .1 / Y ) ) e use expansões univariadas para calcular aproximações a E ( U ) e E ( V ) (conforme fornecidas na primeira parte da mesma seção) com precisão semelhante. Com base nisso, calcule a covariância (aproximada).E(UV)E(X.1/Y))E(U)E(V)

Expandindo para um grau de aproximação semelhante ao exemplo no link, acho que você acaba com termos na média e variação de cada variável (não transformada) e sua covariância.

Edição 2:

Mas aqui está um pequeno truque que pode economizar algum esforço:

Note-se que e X = exp ( L ) e Y = exp ( V ) .E(XY)=Cov(X,Y)+E(X)E(Y)X=exp⁡(U)Y=exp⁡(V)

Dado temos E(exp(U))≈exp(μU)+exp(μU)

E⁡[f(X)]≈f(μX)+f″(μX)2σX2
E⁡(exp⁡(U))≈exp⁡(μU)+exp⁡(μU)2σU2≈exp⁡(μU+12σU2)

Edit: Esse último passo segue da aproximação de Taylor , o que é bom para b pequeno (tomando b = 1exp⁡(b)≈1+bb ).b=12σU2

(essa aproximação é exata para , V normal: E ( exp ( U ) ) = exp ( μ U + 1UV)E⁡(exp⁡(U))=exp⁡(μU+12σU2)

Seja W=U+V

E⁡(XY)=E⁡(exp⁡(U).exp⁡(V))=E⁡(exp⁡(W))

≈exp⁡(μW)+exp(μW)2σW2≈exp⁡(μW+12σW2)

e dado , entãoVar⁡(W)=Var⁡(U)+Var⁡(V)+2Cov⁡(U,V)

(Editar:)

≈exp(μW+ 1

1+Cov⁡(X,Y)E⁡(X)E⁡(Y)=E⁡(XY)E⁡(X)E⁡(Y)
≈exp(μL+μV+1
≈exp⁡(μW+12σW2)exp⁡(μU+12σU2).exp⁡(μV+12σV2)
≈exp[Cov(U,V)]
≈exp⁡(μU+μV+12(σU2+σV2+2Cov⁡(U,V)))exp⁡(μU+12σU2).exp⁡(μV+12σV2)
≈exp⁡[Cov⁡(U,V)]

Cov⁡(U,V)≈log⁡(1+Cov⁡(X,Y)E⁡(X)E⁡(Y))U,V

Se você usasse a primeira aproximação em vez da segunda, obteria uma aproximação diferente aqui.


Poderia dar um pouco mais de detalhes, por favor? De qualquer forma, thx pela sugestão
— user7064

Editado para detalhes.
— Glen_b -Reinstala Monica

Obrigado @Glend_b. Aceitarei quando os detalhes serão adicionados. Enquanto isso, +1 :-)
— user7064

Não se preocupe; Eu estava ocupado na época, então esqueci totalmente. Agora corrigido
— Glen_b -Reinstar Monica

UVXY

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XYCov(X,Y)XYCov(log⁡(X),log⁡(Y))log⁡(X)log⁡(Y)

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