توزيع كانياداكيس إرلانج

يُعد توزيع كانياداكيس إيرلانغ (أو توزيع كابا-إيرلانغ غاما ) عائلة من التوزيعات الإحصائية المستمرة ، وهو حالة خاصة من توزيع كابا-غاما ، عندماα=1{\displaystyle \alpha =1}وν=ن={\displaystyle \nu =n=}عدد صحيح موجب. [ 1 ] أول عضو في هذه العائلة هو التوزيع الأسي كابا من النوع الأول. توزيع كابا-إرلانج هو نسخة معدلة من توزيع إرلانج . وهو مثال على توزيع كانياداكيس .

توصيف

دالة كثافة الاحتمال

توزيع كانياداكيس كابا - إيرلانغ له دالة كثافة الاحتمال التالية : [ 1 ]

وκ(x)=1(ن-1)!م=0ن[1+(2م-ن)κ]xن-1خبرةκ(-x){\displaystyle f_{_{\kappa }}(x)={\frac {1}{(n-1)!}}\prod _{m=0}^{n}\left[1+(2m-n)\kappa \right]x^{n-1}\exp _{\kappa }(-x)}

صالح لـx0{\displaystyle x\geq 0}ون=إيجابيعدد صحيح{\displaystyle n={\textrm {موجب}}\,\,{\textrm {عدد صحيح}}}، أين0|κ|<1{\displaystyle 0\leq |\kappa |<1}هو مؤشر الإنتروبيا المرتبط بإنتروبيا كانياداكيس .

يتم استرداد توزيع إيرلانغ العادي على النحو التالي:κ0{\displaystyle \kappa \rightarrow 0}.

دالة التوزيع التراكمي

تأخذ دالة التوزيع التراكمي لتوزيع κ- إرلانج الشكل التالي: [ 1 ]

Fκ(x)=1(ن-1)!م=0ن[1+(2م-ن)κ]0xzن-1خبرةκ(-z)دz{\displaystyle F_{\kappa }(x)={\frac {1}{(n-1)!}}\prod _{m=0}^{n}\left[1+(2m-n)\kappa \right]\int _{0}^{x}z^{n-1}\exp _{\kappa }(-z)dz}

صالح لـx0{\displaystyle x\geq 0}، أين0|κ|<1{\displaystyle 0\leq |\kappa |<1}يتم استعادة توزيع إيرلانغ التراكمي في الحد الكلاسيكيκ0{\displaystyle \kappa \rightarrow 0}.

توزيع البقاء ووظائف المخاطر

دالة البقاء لتوزيع κ- إرلانج معطاة بالصيغة التالية: Sκ(x)=1-1(ن-1)!م=0ن[1+(2م-ن)κ]0xzن-1خبرةκ(-z)دz{\displaystyle S_{\kappa }(x)=1-{\frac {1}{(n-1)!}}\prod _{m=0}^{n}\left[1+(2m-n)\kappa \right]\int _{0}^{x}z^{n-1}\exp _{\kappa }(-z)dz} تُمكّن دالة البقاء لتوزيع κ- إرلانج من تحديد دوال المخاطر بصيغة مغلقة من خلال حل معادلة معدل κ :Sκ(x)دx=-حκSκ(x){\displaystyle {\frac {S_{\kappa }(x)}{dx}}=-h_{\kappa }S_{\kappa }(x)}أين حκ{\displaystyle h_{\kappa }}هي دالة المخاطرة.

توزيع العائلة

تنشأ عائلة من توزيعات κ من توزيع κ- إرلانج، ويرتبط كل منها بقيمة محددة لـن{\displaystyle n}صالحة لـx0{\displaystyle x\geq 0}و0|κ|<1{\displaystyle 0\leq |\kappa |<1}يتم تحديد هذه الأعضاء من خلال التوزيع التراكمي κ -Erlang، والذي يمكن إعادة كتابته على النحو التالي:

Fκ(x)=1-[Rκ(x)+سؤالκ(x)1+κ2x2]خبرةκ(-x){\displaystyle F_{\kappa }(x)=1-\left[R_{\kappa }(x)+Q_{\kappa }(x){\sqrt {1+\kappa ^{2}x^{2}}}\right]\exp _{\kappa }(-x)}

أين

سؤالκ(x)=شمالκم=0ن-3(م+1)جم+1xم+شمالκ1-ن2κ2xن-1{\displaystyle Q_{\kappa }(x)=N_{\kappa }\sum _{m=0}^{n-3}\left(m+1\right)c_{m+1}x^{m}+{\frac {N_{\kappa }}{1-n^{2}\kappa ^{2}}}x^{n-1}}
Rκ(x)=شمالκم=0نجمxم{\displaystyle R_{\kappa }(x)=N_{\kappa }\sum _{m=0}^{n}c_{m}x^{m}}

مع

شمالκ=1(ن-1)!م=0ن[1+(2م-ن)κ]{\displaystyle N_{\kappa }={\frac {1}{(n-1)!}}\prod _{m=0}^{n}\left[1+(2m-n)\kappa \right]}
جن=نκ21-ن2κ2{\displaystyle c_{n}={\frac {n\kappa ^{2}}{1-n^{2}\kappa ^{2}}}}
جن-1=0{\displaystyle c_{n-1}=0}
جن-2=ن-1(1-ن2κ2)[1-(ن-2)2κ2]{\displaystyle c_{n-2}={\frac {n-1}{(1-n^{2}\kappa ^{2})[1-(n-2)^{2}\kappa ^{2}]}}}
جم=(م+1)(م+2)1-م2κ2جم+2ل0من-3{\displaystyle c_{m}={\frac {(m+1)(m+2)}{1-m^{2}\kappa ^{2}}}c_{m+2}\quad {\textrm {for}}\quad 0\leq m\leq n-3}

العضو الأول

العضو الأول (ن=1{\displaystyle n=1}) من عائلة κ- إرلانج هو التوزيع الأسي κ من النوع الأول، حيث يتم تعريف دالة كثافة الاحتمال ودالة التوزيع التراكمي على النحو التالي:

وκ(x)=(1-κ2)خبرةκ(-x){\displaystyle f_{_{\kappa }}(x)=(1-\kappa ^{2})\exp _{\kappa }(-x)}
Fκ(x)=1-(1+κ2x2+κ2x)خبرةك(-x){\displaystyle F_{\kappa }(x)=1-{\Big (}{\sqrt {1+\kappa ^{2}x^{2}}}+\kappa ^{2}x{\Big )}\exp _{k}({-x)}}

العضو الثاني

العضو الثاني (ن=2{\displaystyle n=2}تُعرَّف دالة كثافة الاحتمال ودالة التوزيع التراكمي لعائلة κ -Erlang على النحو التالي:

وκ(x)=(1-4κ2)xخبرةκ(-x){\displaystyle f_{_{\kappa }}(x)=(1-4\kappa ^{2})\,x\,\exp _{\kappa }(-x)}
Fκ(x)=1-(2κ2x2+1+x1+κ2x2)خبرةك(-x){\displaystyle F_{\kappa }(x)=1-\left(2\kappa ^{2}x^{2}+1+x{\sqrt {1+\kappa ^{2}x^{2}}}\right)\exp _{k}({-x)}}

العضو الثالث

العضو الثاني (ن=3{\displaystyle n=3}) لها دالة كثافة الاحتمال ودالة التوزيع التراكمي المعرفة على النحو التالي:

وκ(x)=12(1-κ2)(1-9κ2)x2خبرةκ(-x){\displaystyle f_{_{\kappa }}(x)={\frac {1}{2}}(1-\kappa ^{2})(1-9\kappa ^{2})\,x^{2}\,\exp _{\kappa }(-x)}
Fκ(x)=1-{32κ2(1-κ2)x3+x+[1+12(1-κ2)x2]1+κ2x2}خبرةκ(-x){\displaystyle F_{\kappa }(x)=1-\left\{{\frac {3}{2}}\kappa ^{2}(1-\kappa ^{2})x^{3}+x+\left[1+{\frac {1}{2}}(1-\kappa ^{2})x^{2}\right]{\sqrt {1+\kappa ^{2}x^{2}}}\right\}\exp _{\kappa }(-x)}
  • يُعد التوزيع الأسي من النوع الأول -Exponential ) حالة خاصة من توزيع إرلانج -Erlang) عندمان=1{\displaystyle n=1};
  • يتوافق توزيع κ- إرلانج مع التوزيع الأسي العادي عندماκ=0{\displaystyle \kappa =0}ون=1{\displaystyle n=1};

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 كانياداكيس، ج. (2021-01-01). "ظهور توزيعات جديدة ذات ذيول أسية في إحصاءات كابا (أ)" . رسائل الفيزياء الأوروبية . 133 (1) 10002. arXiv : 2203.01743 . Bibcode : 2021EL....13310002K . doi : 10.1209/0295-5075/133/10002 . ISSN 0295-5075 . S2CID 234144356 .