Apa Distribusi Cauchy

Satu distribusi variabel acak penting bukan untuk aplikasinya, tetapi untuk apa yang diberitahukannya kepada kami tentang definisi kami. Distribusi Cauchy adalah salah satu contohnya, kadang-kadang disebut sebagai contoh patologis. Alasan untuk ini adalah bahwa meskipun distribusi ini didefinisikan dengan baik dan memiliki koneksi ke fenomena fisik, distribusi tidak memiliki rerata atau varian. Memang, variabel acak ini tidak memiliki a fungsi menghasilkan momen.

Kami mendefinisikan distribusi Cauchy dengan mempertimbangkan pemintal, seperti jenis dalam permainan papan. Pusat pemintal ini akan berlabuh di y sumbu pada titik (0, 1). Setelah memutar spinner, kami akan memperluas segmen garis spinner hingga melewati sumbu x. Ini akan didefinisikan sebagai variabel acak kami X.

Kita membiarkan w menunjukkan lebih kecil dari dua sudut yang dibuat oleh pemintal dengan y sumbu. Kami berasumsi bahwa pemintal ini sama-sama cenderung membentuk sudut apa pun sebagai sudut yang lain, dan karena itu W memiliki distribusi seragam yang berkisar dari -π / 2 hingga π / 2.

Trigonometri dasar memberi kita koneksi antara dua variabel acak kami:

X = berjemurW.

Fungsi distribusi kumulatif dariXditurunkan sebagai berikut:

H(x) = P(X < x) = P(berjemurW < x) = P(W < ArktanX)

Kami kemudian menggunakan fakta ituW seragam, dan ini memberi kita:

H(x) = 0.5 + (Arktanx)/π

Untuk memperoleh fungsi kerapatan probabilitas, kami membedakan fungsi kerapatan kumulatif. Hasilnya adalah h(x) = 1/[π (1 + x²) ]

Apa yang membuat distribusi Cauchy menarik adalah bahwa meskipun kami telah mendefinisikannya menggunakan sistem fisik a random spinner, variabel acak dengan distribusi Cauchy tidak memiliki rata-rata, varian, atau momen yang dihasilkan fungsi. Semua dari momen tentang asal yang digunakan untuk menentukan parameter ini tidak ada.

Kita mulai dengan mempertimbangkan nilai tengah. Rerata didefinisikan sebagai nilai yang diharapkan dari variabel acak kami dan jadi E [X] = ∫_-∞^∞x /[π (1 + x²)] dx.

Kami mengintegrasikan dengan menggunakan pengganti. Jika kita atur kamu = 1 +x² maka kita melihat bahwa dkamu = 2x dx. Setelah melakukan substitusi, integral yang dihasilkan tidak menyatu. Ini berarti bahwa nilai yang diharapkan tidak ada, dan bahwa rata-rata tidak ditentukan.

Demikian pula fungsi varians dan momen menghasilkan tidak terdefinisi.

Distribusi Cauchy dinamai untuk ahli matematika Prancis Augustin-Louis Cauchy (1789 - 1857). Meskipun distribusi ini dinamai Cauchy, informasi mengenai distribusi tersebut pertama kali diterbitkan oleh Poisson.