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과학

역가우스 분포

역가우스 분포과학
영문명
Inverse Gaussian distribution
여기서의 모수
평균 ν>0과 형상 λ>0
기본 범위
양의 실수
분산
ν³/λ
역가우스 분포는 양의 실수에서 정의되는 비대칭 연속확률분포다. 이름에 역이 들어가지만 정규 확률변수의 역수를 취한 분포라는 뜻은 아니며, 평균과 형상 모수의 규약을 구분해야 한다.

밀도로 나타내는 형태

평균 ν와 양의 형상 λ를 사용하는 밀도는 √(λ/(2πx³))exp(−λ(x−ν)²/(2ν²x))다. x는 양수다. 정규 밀도의 변수에 역수 1/x를 대입한 식과는 다르다. 확률변수 변환을 실제로 수행할 때는 가능한 값의 범위와 야코비안까지 고려해야 하므로 분포 이름만으로 그런 관계를 추론하지 않는다.

평균과 형상의 역할

평균은 ν이고 분산은 ν³/λ다. ν=2, λ=8이면 분산이 1이고, ν=2, λ=2이면 분산이 4다. 평균을 유지한 채 λ를 키우면 분포의 변동이 줄어든다. 따라서 λ라는 숫자를 일반적인 크기 척도처럼 해석해 값이 커질수록 무조건 더 퍼진다고 생각하면 이 규약에서는 반대 결론이 된다.

소프트웨어 모수의 대응

어떤 구현은 기본 형상 μ와 별도 척도 s를 사용한다. 위 ν,λ 표현과는 μ=ν/λ, s=λ로 대응한다. ν=2,λ=8의 예에서는 기본 형상이 0.25, 척도가 8이다. 입력 이름이 μ라고 해서 목표 평균 2를 그대로 넣으면 다른 분포가 된다. 이동을 추가한 경우에는 전체 평균에도 그 이동이 더해지므로 기본형과 구별해야 한다.

단위 변환의 예

양의 상수 c로 X를 곱하면 평균 ν는 cν, 형상 λ는 cλ로 변환되는 같은 분포족을 얻는다. 분산 식에 넣으면 (cν)³/(cλ)=c²ν³/λ로, 일반적인 분산의 단위 변환과 일치한다. 예를 들어 크기를 두 배로 바꾸면 평균은 두 배, 분산은 네 배다. 자료에 맞춘 모수를 비교할 때도 물리적 단위와 사용한 모수 규약을 먼저 맞춰야 한다.

관련 문서

정규분포 / 역감마 분포 / 기댓값 / 분산 / 확률밀도함수 / 지수 수정 정규분포