Correlación de variables aleatorias log-normales


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Dadas las variables aleatorias normales y con coeficiente de correlación , ¿cómo encuentro la correlación entre las siguientes variables aleatorias lognormales e ?X 2 ρ Y 1 Y 2X1X2ρY1Y2

Y1=a1exp⁡(μ1T+TX1)

Y2=a2exp⁡(μ2T+TX2)

Ahora, si X1=σ1Z1 y X2=σ1Z2 , donde Z1 y Z2 son normales estándar, de la propiedad de transformación lineal, obtenemos:

Y1=a1exp⁡(μ1T+Tσ1Z1)

Y2=a2exp⁡(μ2T+Tσ2(ρZ1+1−ρ2Z2)

Ahora, ¿cómo ir desde aquí para calcular la correlación entre Y1 y Y2 ?


@ user862, pista: use la función característica de bivariada normal.
— mpiktas

2
Vea la ecuación (11) en stuart.iit.edu/shared/shared_stuartfaculty/whitepapers/… (pero tenga cuidado con la horrible composición tipográfica).
— whuber

Respuestas:


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Supongo que y . Denotan . LuegoX 2 ∼ N ( 0 , σ 2 2 ) Z iX1∼N(0,σ12)X2∼N(0,σ22)Zi=exp⁡(TXi)

log⁡(Zi)∼N(0,Tσi2)
para que sea log-normal . AsíZi

EZi=exp⁡(Tσi22)var(Zi)=(exp⁡(Tσi2)−1)exp⁡(Tσi2)
y
EYi=aiexp⁡(μiT)EZivar(Yi)=ai2exp⁡(2μiT)var(Zi)

Luego, usando la fórmula para mgf de multivariante normal tenemos

EY1Y2=a1a2exp⁡((μ1+μ2)T)Eexp⁡(TX1+TX2)=a1a2exp⁡((μ1+μ2)T)exp⁡(12T(σ12+2ρσ1σ2+σ22))
Entonces
cov(Y1,Y2)=EY1Y2−EY1EY2=a1a2exp⁡((μ1+μ2)T)exp⁡(T2(σ12+σ22))(exp⁡(ρσ1σ2T)−1)

Ahora la correlación de e es la covarianza dividida por las raíces cuadradas de las varianzas:Y1Y2

ρY1Y2=exp⁡(ρσ1σ2T)−1(exp⁡(σ12T)−1)(exp⁡(σ22T)−1)

Tenga en cuenta que siempre que la aproximación sea ​​válida en la fórmula final que se encuentra arriba, uno tiene . ex≅1+xρY1Y2≅ρ
— danbarros
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