У теорії ймовірностей і статистиці обернений гамма-розподіл — це двопараметрічна сім’я неперервних розподілів ймовірностей на додатній дійсній півосі, що є розподілом оберненої до змінної, що має гамма-розподіл. Мабуть, найбільше обернений гамма-розподіл використовується в баєсівській статистиці, де такий розподіл виникає як граничний апостеріорний розподіл для невідомої дисперсії нормального розподілу, якщо використовується неінформативний апріор, і як аналітично виражений спряжений апріор у випадку інформативного апріорного розподілу.

Однак серед баєсівців прийнято розглядати альтернативну параметризацію нормального розподілу з точки зору точності, що визначається як зворотна величина дисперсії, що дозволяє використовувати гамма-розподіл безпосередньо як спряжений апріор. Інші баєсівці вважають за краще параметрізувати зворотний гамма-розподіл інакше, як масштабований обернений розподіл хі-квадрат.

Характеристика

Функція щільності Функція щільності ймовірності оберненого гамма-розподілу визначається на носії

з параметром форми і параметром масштабу . Тут позначає гамма-функцію.

На відміну від гамма-розподілу, який містить дещо подібний експоненціальний член, є параметром масштабу, оскільки функція розподілу задовольняє умову:

Функція розподілу Функція розподілу є регуляризованою гамма-функцією

де чисельник — це верхня неповна гамма-функція, а знаменник — гамма-функція. Багато математичних пакетів дозволяють безпосередньо обчислити , регуляризовану гамма-функцію.

Моменти За умови, що , -й момент оберненого гамма-розподілу задається формулою

Характеристична функція у виразі характеристичної функції є модифікованою функцією Бесселя 2-го роду.

Властивості Для і ,

і

Інформаційна ентропія обислюється наступним чином

де — дигамма функція.

Розбіжність Кульбака-Лейблера оберненої-гамми ( α p, β p ) від оберненої-гамми ( α q, β q ) така сама, як і KL-розбіжність гамма ( α p, β p ) від гамма ( α q, β q ):

де є щільностями обернених гамма-розподілів та є щільностями гамма-розподілів, має Гамма( α p, β p ) розподіл.

Пов'язані розподіли

Якщо тоді Якщо тоді (обернений хі-квадрат розподіл) Якщо тоді (масштабований обернений хі-квадрат розподіл) Якщо тоді (розподіл Леві) Якщо тоді (експоненційний розподіл) Якщо ( Гамма-розподіл з параметром темпу ) тоді (Деталі див. виведення в наступному абзаці) Зверніть увагу, що якщо (Гамма-розподіл з параметром масштабу ) тоді Обернений гамма-розподіл є окремим випадком розподілу Пірсона 5го типу Багатовимірним узагальненням оберненого гамма-розподілу є обернений розподіл Вішарта. Про розподіл суми незалежних обернених гамма-змінних див. Witkovsky (2001)

Виведення з гамма-розподілу Нехай , і нагадаємо, що щільність гамма-розподілу

, .

Враховуючи, що – параметр темпу змін в гамма-розподілі.

Визначимо перетворення . Далі щільність записується

Зауважте, що – параметр масштабу для оберненого гамма-розподілу.

Поява

Розподіл часу відліку вінерівського процесу

Див. також

Гамма-розподіл Обернений розподіл хі-квадрат Нормальний розподіл

Примітки

Джерела Hoff, P. (2009). "A first course in bayesian statistical methods". Springer.