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矩母函数(Moment Generating Function)

矩母函数(Moment Generating Function)

作者: 兔子不会武 | 来源:发表于2021-01-24 15:33 被阅读0次

    矩母函数(Moment generating functions, mgfs)是关于t的函数,定义为:M_X(t) = E[e^{tX}].

    矩母函数性质:

    1. 唯一性。如果一个随机变量存在mgf,则对于这个mgf,有且只有一个与该mgf相关的分布(即两随机向量有相同矩母函数当且仅当它们有相同概率密度函数)。因此,矩母函数可以用于确定随机变量的分布(证明???有空找一下证明)。
    2. 矩母函数M_X(t)n阶导数并令t= 0,即可得到随机变量的n阶矩。
      证明如下:
      首先由泰勒级数可知:
      e^x = 1 + x + \frac{x^2}{2!} +\frac{x^3}{3!} + \dots + \frac{x^n}{n!}
      则可得到,
      e^{tx} = 1 + tx + \frac{(tx)^2}{2!} + \frac{(tx)^3}{3!} + \dots + \frac{(tx)^n}{n!}
      对上式取期望可得:
      E(e^{tx}) = E[1 + tx + \frac{(tx)^2}{2!} + \frac{(tx)^3}{3!} + \dots + \frac{(tx)^n}{n!}] = E[1] + tE[x] + \frac{t^2}{2!} E[x^2] + \frac{t^3}{3!} E[x^3] + \dots + \frac{t^n}{n!}E[x^n]
      对t取一阶导,并求倒数在t=0处的结果,可得:
      \frac{d}{dt}E[e^{tx}] = \frac{d}{dt}(E[1] + tE[x] + \frac{t^2}{2!} + \frac{t^3}{3!} + \dots + \frac{t^n}{n!}E[x^n]) = E[x]
      其他阶导数同样可以求得Xn阶矩。

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