x~χ^2(n),则lim┬n→∞p(x n/√2n≤x)=?
时间: 2023-11-29 15:02:09 浏览: 44
当n趋于无穷大时,根据中心极限定理,我们知道χ^2(n)的分布会趋近于正态分布N(0,1)。设X~N(0,1),则根据正态分布的性质,我们知道P(X ≤ x) = Φ(x),其中Φ(x)表示标准正态分布函数。根据题目中的lim┬n→∞p(x n/√2n≤x) = lim┬n→∞P(X ≤ x n/√2n),在n趋于无穷大时,根据中心极限定理,χ^2(n)的分布会趋近于标准正态分布N(0,1),因此P(X ≤ x n/√2n)会趋近于Φ(x/√2)。所以,lim┬n→∞p(x n/√2n≤x) = Φ(x/√2)。
以上是对题目的300字中文回答。
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R语言编写并绘制图使用MH抽样方法从Rayleigh分布中抽样,Rayleigh分布的密度函数为: f(x) =x/ σ ^2*e^−x^2/(2σ^2),x ≥ 0,σ > 0. 建议分布取自由度为Xt 的χ^2分布。
使用Metropolis-Hastings(MH)抽样方法从Rayleigh分布中抽样,可以按照以下步骤进行:
1. 设置参数:
- σ:Rayleigh分布的参数,即标准差。
- N:抽样数量。
- 初始值:x0。
2. 生成Xt的χ^2分布的随机变量:
- 使用R的`rchisq(n, df)`函数生成n个自由度为df的χ^2分布的随机变量。
3. 进行MH抽样:
- 对于每个i从1到N:
- 生成一个建议值y,可以从任意分布中抽样,这里我们选择使用标准正态分布N(0, 1)作为建议分布。
- 计算接受率α:α = min(1, (f(y) * q(x|y)) / (f(x) * q(y|x)))。其中,f(x)是Rayleigh分布的密度函数,q(x|y)是从建议分布抽样得到的转移概率密度函数,f(y)和q(y|x)类似计算。
- 生成一个[0, 1]之间的均匀分布随机数u。
- 如果u <= α,则接受建议值,设置x(i+1) = y;否则,拒绝建议值,设置x(i+1) = x(i)。
4. 返回抽样结果x(1), x(2), ..., x(N)。
下面是使用R语言编写的代码示例,用于从Rayleigh分布中进行MH抽样并绘制图形:
```R
# 设置参数
sigma <- 1
N <- 1000
x0 <- 1
# 定义Rayleigh分布的密度函数
rayleigh_density <- function(x, sigma) {
(x / sigma^2) * exp(-x^2 / (2 * sigma^2))
}
# 定义建议分布的密度函数
proposal_density <- function(x) {
dnorm(x, mean = 0, sd = 1)
}
# 进行MH抽样
mh_sampling <- function(sigma, N, x0) {
x <- numeric(N)
x[1] <- x0
for (i in 2:N) {
y <- rnorm(1, mean = x[i - 1], sd = 1) # 从建议分布中抽样
alpha <- min(1, (rayleigh_density(y, sigma) * proposal_density(x[i - 1])) /
(rayleigh_density(x[i - 1], sigma) * proposal_density(y)))
u <- runif(1)
if (u <= alpha) {
x[i] <- y
} else {
x[i] <- x[i - 1]
}
}
return(x)
}
# 进行MH抽样
samples <- mh_sampling(sigma, N, x0)
# 绘制直方图
hist(samples, breaks = 30, col = "skyblue", main = "MH Sampling from Rayleigh Distribution")
```
运行以上代码,将会进行MH抽样并绘制出从Rayleigh分布中得到的样本的直方图。
使用MH抽样方法从Rayleigh 分布中抽样,Rayleigh分布的密度函数为:f(x) = x/σ^2 e^-x^2/(2σ^2),x ≥ 0, σ > 0.建议分布取自由度为Xt的χ^2分布。解题并用R语言写出相关代码,绘制出图像。
为了从Rayleigh分布中抽样,可以使用MH(Metropolis-Hastings)抽样方法。步骤如下:
1. 定义一个提议分布Q(x),这里建议使用自由度为Xt的χ^2分布。χ^2分布的概率密度函数为 f(x) = (1/2)^(t/2) * x^(t/2-1) * e^(-x/2) / Γ(t/2),其中t为自由度,Γ为gamma函数。
2. 初始化采样值x0,并设置抽样次数n。
3. 对于每个i从1到n,执行以下步骤:
a. 从提议分布Q(x)中抽样得到候选值x_cand。
b. 计算接受率alpha = min(1, f(x_cand)/f(x_i-1)),其中f(x_i-1)为Rayleigh分布的密度函数值。
c. 生成一个[0,1]之间的随机数u。
d. 如果u小于等于alpha,则接受候选值,将x_cand赋值给x_i;否则,拒绝候选值,将x_i-1赋值给x_i。
4. 返回抽样得到的x值序列。
以下是使用R语言实现上述步骤的代码:
```R
library(stats)
# 定义Rayleigh分布的概率密度函数
rayleigh_pdf <- function(x, sigma) {
return((x / sigma^2) * exp(-x^2 / (2 * sigma^2)))
}
# 定义提议分布Q(x)的概率密度函数
chi2_pdf <- function(x, df) {
return((1/2)^(df/2) * x^(df/2-1) * exp(-x/2) / gamma(df/2))
}
# MH抽样函数
mh_sampling <- function(sigma, df, n) {
x <- numeric(n)
x[1] <- 0 # 初始化采样值
for (i in 2:n) {
# 从提议分布Q(x)中抽样得到候选值
x_cand <- rchisq(1, df)
# 计算接受率
alpha <- min(1, rayleigh_pdf(x_cand, sigma) / rayleigh_pdf(x[i-1], sigma))
# 生成一个[0,1]之间的随机数
u <- runif(1)
# 判断是否接受候选值
if (u <= alpha) {
x[i] <- x_cand
} else {
x[i] <- x[i-1]
}
}
return(x)
}
# 设置参数
sigma <- 1 # Rayleigh分布的参数
df <- 2 # χ^2分布的自由度
n <- 1000 # 抽样次数
# 执行MH抽样
x_samples <- mh_sampling(sigma, df, n)
# 绘制图像
hist(x_samples, freq = FALSE, breaks = "FD", xlim = c(0, max(x_samples)), main = "MH Sampling from Rayleigh Distribution")
curve(rayleigh_pdf(x, sigma), from = 0, to = max(x_samples), add = TRUE, col = "red", lwd = 2)
```
上述代码中,我们定义了Rayleigh分布的概率密度函数和提议分布χ^2的概率密度函数。然后使用MH抽样方法进行抽样,并绘制了抽样结果的直方图,并在图中添加了真实的Rayleigh分布曲线。
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