กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 4 นาที

การจัดจำหน่ายแบบแลนเดา

การกระจายอย่างต่อเนื่อง/เลฟ ลันเดา/กฎหมายพลังงาน/การแจกแจงความน่าจะเป็นที่มีความแปรปรวนไม่สิ้นสุด/การกระจายตัวที่เสถียร

ในทฤษฎีความน่าจะเป็นการแจกแจงแลนเดาเป็นการแจกแจงความน่าจะเป็นที่ตั้งชื่อตามเลฟ แลนเดาผู้ซึ่งใช้มันในปี พ.ศ. 2487

การจัดจำหน่ายแบบแลนเดา

การจัดจำหน่ายแบบแลนเดา
ฟังก์ชันความหนาแน่นความน่าจะเป็น
μ=0,=π/2{\displaystyle \mu =0,\;c=\pi /2}
พารามิเตอร์

(0,){\displaystyle c\in (0,\infty )}พารามิเตอร์มาตราส่วน

μ(,){\displaystyle \mu \in (-\infty ,\infty )}พารามิเตอร์ตำแหน่ง
สนับสนุนอาร์{\displaystyle \mathbb {R} }
พีดี1π0อีทีคอส((xμ)ที+2ทีπlnที)ที{\displaystyle {\frac {1}{\pi c}}\int _{0}^{\infty }e^{-t}\cos \left(\left(x-\mu \right){\frac {t}{c}}+{\frac {2t}{\pi }}\ln {\frac {t}{c}}\right)\,dt}
หมายถึง ไม่ได้กำหนด
ความแปรปรวน ไม่ได้กำหนด
เอ็มจีเอฟ ไม่ได้กำหนด
ซีเอฟเอ็กซ์(ฉันทีμ2ฉันทีπบันทึก|ที||ที|){\displaystyle \exp \left(it\mu -{\frac {2ict}{\pi }}\log |t|-c|t|\right)}

ในทฤษฎีความน่าจะเป็นการแจกแจงแลนเดาเป็นการแจกแจงความน่าจะเป็นที่ตั้งชื่อตามเลฟ แลนเดาผู้ซึ่งใช้มันในปี พ.ศ. 2487 [ 1 ]

เนื่องจากลักษณะ "หางหนา" ของการกระจายตัว ทำให้ค่าต่างๆของการกระจายตัว เช่น ค่าเฉลี่ยหรือความแปรปรวน ไม่สามารถหาค่าได้ การกระจายตัวนี้เป็นกรณีพิเศษของการกระจายตัวแบบเสถียร (stable distribution )

คำนิยาม

ฟังก์ชันความหนาแน่นความน่าจะเป็นตามที่แลนเดาเขียนไว้แต่เดิมนั้น ถูกกำหนดโดยปริพันธ์เชิงซ้อน ดังนี้ :

พี(x)=12πฉันเอฉันเอ+ฉันอีln+x,{\displaystyle p(x)={\frac {1}{2\pi i}}\int _{ai\infty }^{a+i\infty }e^{s\ln s+xs}\,ds,}

โดยที่a เป็น จำนวนจริงบวกใดๆซึ่งหมายความว่าเส้นทางการอินทิเกรตสามารถขนานกับแกนจินตนาการและตัดกับแกนกึ่งบวกจริงได้ln{\displaystyle \ln }หมายถึงลอการิทึมธรรมชาติ กล่าว อีกนัยหนึ่งคือเป็นการแปลงลาปลาสของฟังก์ชัน{\displaystyle s^{s}}.

อินทิกรัลจริงต่อไปนี้เทียบเท่ากับข้างต้น:

พี(x)=1π0อีทีlnทีxทีบาป(πที)ที.{\displaystyle p(x)={\frac {1}{\pi }}\int _{0}^{\infty }e^{-t\ln t-xt}\sin(\pi t)\,dt.}

ตระกูลการแจกแจงแลนเดาแบบสมบูรณ์ได้มาจากการขยายการแจกแจงดั้งเดิมไปสู่ ตระกูลการ แจกแจงเสถียรตามตำแหน่งและมาตราส่วนที่มีพารามิเตอร์α=1{\displaystyle \alpha =1}และเบต้า=1{\displaystyle \beta =1}[ 2 ]พร้อมฟังก์ชันลักษณะเฉพาะ : [ 3 ]

φ(ที;μ,)=เอ็กซ์(ฉันทีμ2ฉันทีπln|ที||ที|){\displaystyle \varphi (t;\mu ,c)=\exp \left(it\mu -{\tfrac {2ict}{\pi }}\ln |t|-c|t|\right)}

ที่ไหน(0,){\displaystyle c\in (0,\infty )}และμ(,){\displaystyle \mu \in (-\infty ,\infty )}ซึ่งจะได้ฟังก์ชันความหนาแน่น:

พี(x;μ,)=1π0อีทีคอส((xμ)ที+2ทีπlnที)ที,{\displaystyle p(x;\mu ,c)={\frac {1}{\pi c}}\int _{0}^{\infty }e^{-t}\cos \left(\left(x-\mu \right){\frac {t}{c}}+{\frac {2t}{\pi }}\ln {\frac {t}{c}}\right)\,dt,}

การเอาไปμ=0{\displaystyle \mu =0}และ=π2{\displaystyle c={\frac {\pi }{2}}}เราได้รับรูปแบบดั้งเดิมของพี(x){\displaystyle p(x)}ข้างบน.

คุณสมบัติ

ฟังก์ชันประมาณค่าสำหรับμ=0,=1{\displaystyle \mu =0,\,c=1}
  • คำแปล: ถ้าX~แลนเดา(μ,){\displaystyle X\sim {\textrm {Landau}}(\mu ,c)\,}แล้วX+~แลนเดา(μ+,){\displaystyle X+m\sim {\textrm {Landau}}(\mu +m,\,c)\,}.
  • การปรับขนาด: ถ้าX~แลนเดา(μ,){\displaystyle X\sim {\textrm {Landau}}(\mu ,c)\,}แล้วเอX~แลนเดา(เอμ2πเอlnเอ,เอ){\displaystyle aX\sim {\textrm {Landau}}(a\mu -{\tfrac {2}{\pi }}ac\ln a,\,ac)}.
  • ผลรวม: ถ้าX~แลนเดา(μ1,1){\displaystyle X\sim {\textrm {Landau}}(\mu _{1},c_{1})}และวาย~แลนเดา(μ2,2){\displaystyle Y\sim {\textrm {Landau}}(\mu _{2},c_{2})\,}แล้วX+วาย~แลนเดา(μ1+μ2,1+2){\displaystyle X+Y\sim {\textrm {Landau}}(\mu _{1}+\mu _{2},\,c_{1}+c_{2})}.

คุณสมบัติเหล่านี้ทั้งหมดสามารถอนุมานได้จากฟังก์ชันลักษณะเฉพาะ เมื่อรวมกันแล้ว คุณสมบัติเหล่านี้บ่งชี้ว่าการแจกแจงของแลนเดาปิดภายใต้การแปลงเชิงเส้นตรง

การประมาณค่า

ในกรณี "มาตรฐาน"μ=0{\displaystyle \mu =0}และ=π/2{\displaystyle c=\pi /2}pdf สามารถประมาณได้[ 4 ]โดยใช้ทฤษฎีของ Lindhardซึ่งกล่าวว่า:

พี(x+lnx1+γ)เอ็กซ์(1/x)x(1+x),{\displaystyle p(x+\ln x-1+\gamma )\approx {\frac {\exp(-1/x)}{x(1+x)}},}

ที่ไหนγ{\displaystyle \gamma }คือค่าคงที่ของออยเลอร์

การประมาณค่าที่คล้ายกัน[ 5 ] [ 6 ]ของพี(x;μ,){\displaystyle p(x;\mu ,c)}สำหรับμ=0{\displaystyle \mu =0}และ=1{\displaystyle c=1}เป็น:

พี(x)12πเอ็กซ์(x+อีx2).{\displaystyle p(x)\approx {\frac {1}{\sqrt {2\pi }}}\exp \left(-{\frac {x+e^{-x}}{2}}\right).}

แอปพลิเคชัน

ในฟิสิกส์นิวเคลียร์และอนุภาค การกระจายของแลนเดาปรากฏเป็นความน่าจะเป็นที่อนุภาคเร็วที่มีพลังงานเริ่มต้นที่กำหนดจะสูญเสียพลังงานที่กำหนดหลังจากผ่านชั้นของสสารที่มีความหนาที่กำหนด[ 7 ]

  • การแจกแจงแลนเดาเป็นการแจกแจงแบบเสถียรที่มีพารามิเตอร์ความเสถียรα{\displaystyle \alpha }และพารามิเตอร์ความเบี่ยงเบนเบต้า{\displaystyle \beta }ทั้งสองค่าเท่ากับ 1
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Landau_distribution&oldid=1361857500 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การจัดจำหน่ายแบบแลนเดา

ในทฤษฎีความน่าจะเป็นการแจกแจงแลนเดาเป็นการแจกแจงความน่าจะเป็นที่ตั้งชื่อตามเลฟ แลนเดาผู้ซึ่งใช้มันในปี พ.ศ. 2487

คำนิยาม

ฟังก์ชัน ความหนาแน่นความน่าจะเป็น ตามที่แลนเดาเขียนไว้แต่เดิมนั้น ถูกกำหนดโดย ปริพันธ์ เชิงซ้อน ดังนี้ :

คุณสมบัติ

คุณสมบัติเหล่านี้ทั้งหมดสามารถอนุมานได้จากฟังก์ชันลักษณะเฉพาะ เมื่อรวมกันแล้ว คุณสมบัติเหล่านี้บ่งชี้ว่าการแจกแจงของแลนเดาปิดภายใต้ การแปลงเชิงเส้น ตรง

การประมาณค่า

ในกรณี "มาตรฐาน" μ = 0 {\displaystyle \mu =0} และ ค = π / 2 {\displaystyle c=\pi /2} pdf สามารถประมาณได้ [ 4 ] โดยใช้ ทฤษฎีของ Lindhard ซึ่งกล่าวว่า: