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相关随机变量的极值统计:教学式综述

统计力学 2020-10-12 v2 无序系统与神经网络 数学物理 math.MP

摘要

极值统计(EVS)研究一组随机变量最大值或最小值的统计性质。这对任何时间序列都是重要问题,并在气候、金融、体育乃至无序系统物理(人们关注基态能量的统计)中有应用。尽管“不相关”变量的 EVS 已被充分理解,强相关随机变量的情形则鲜为人知。仅近年来该主题在统计物理与概率论中变得日益重要。本综述中,我们将首先回顾不相关变量的经典 EVS,并讨论极值极限分布的三个普适类,即 Gumbel、Fréchet 和 Weibull 分布。随后我们表明,对于具有有限关联长度/时间的弱相关随机变量,其极限极值分布仍可通过类重整化群论证由不相关变量情形推断。最后,我们考虑最有趣的强相关变量例子,其中 EVS 的精确结果极少。我们讨论若干此类强相关系统(如布朗运动与随机矩阵的特征值)的例子,其中可取得部分解析进展。我们还讨论与极值相关的其他观测量,如近极值事件密度、极值出现的时间、次序与记录统计等。

关键词

引用

@article{arxiv.1910.10667,
  title  = {Extreme value statistics of correlated random variables: a pedagogical review},
  author = {Satya N. Majumdar and Arnab Pal and Gregory Schehr},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1910.10667},
  year   = {2020}
}

备注

37 pages, 5 Figures. Review article to appear in Physics Reports. This is a considerably expanded version of the lecture notes in arXiv:1406.6768