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单侧截断高斯与卡方分布的最大方差

统计理论 2025-11-17 v1 统计理论

摘要

本文探讨了单侧截断高斯分布(UTGD)和缩放卡方分布(UTSCD)在固定均值下的方差界。对于任意高斯分布函数 f(x;μ,σ)f(x;\mu,\sigma),若在截断域 xax \ge a 上具有固定且有限的均值 MM,则可证明其方差受限:具体而言,supVar(x)xa=supVar(x)xa=(Ma)2\sup \mathrm{Var}(x)_{|x \ge a}= \sup \mathrm{Var}(x)_{|x \le a} =(M-a)^2。对于固定截断值 aa,方差可视为仅由 MMaa 和位置参数 μ\mu 决定的函数。除此之外,还发展了用于模型标定的此类近似函数,以及其他相关标定方法。对于 UTSCD,数值证据表明,当自由度为正整数 nn 或维数,且固定有限均值时,方差 Var(R)\mathrm{Var}(R)R[a,)R \in [a,\infty) 变化,其最大值 M2(π2)/2M^2(\pi-2)/2a=0a=0n=1n=1 时取得。对于固定截断值,方差作为函数的 nn 时存在局部最大值,导致最大方差维数 nvmxn_{\mathrm{vmx}} 随截断值增大。然而,当 nRn \in \mathbb{R} 时,随着截断值趋近于 0,nvmxn_{\mathrm{vmx}} 趋近于 -1,而 Var(R)\mathrm{Var}(R) 似乎无限增长。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.11566,
  title  = {The Maximal Variance of Unilaterally Truncated Gaussian and Chi Distributions},
  author = {Robert J. Petrella},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.11566},
  year   = {2025}
}

备注

51 pages, 17 figures