主要内容

mvncdf.

多变量正常累积分配功能

描述

例子

p= mvncdf (X返回多元正态分布的累积分布函数(cdf)与零均值和单位协方差矩阵,在每一行评估X.有关更多信息,请参阅多元正态分布

例子

p= mvncdf (X西格玛返回具有均值的多元正态分布的CDF和协方差西格玛,在每一行求值X

指定[]当您只想指定时,使用其默认值0西格玛

例子

p= mvncdf (XL.西格玛返回在具有定义的下限和上限的多维矩形上计算的多元标准CDFXL.,分别。

例子

p= mvncdf (___选项指定用于计算的数字集成的控制参数p,使用先前语法中的任何输入参数组合。创建选项参数使用statset使用参数的任何组合功能'tolfun''maxfunevals', 和“显示”

例子

p犯错) = mvncdf (___另外返回误差的估计p.有关更多信息,请参阅算法

例子

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评估标准四维多元正态分布在每维坐标递增点的cdf。

创建矩阵X五个坐标递增的四维点。

firstdim =(-2:2)';x = repmat(Firstdim,1,4)
X =5×4-2 -2 -2 -1 -1 -1 -1 -1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2

在点处计算cdfX

p = mvncdf (X)
p =5×10.0000 0.0006 0.0625 0.5011 0.9121

CDF值增加,因为各维的点的坐标正在增加。

计算并绘制双变量正态分布的CDF。

定义平均向量还有协方差矩阵西格玛

mu = [1 -1];sigma = [.9 .4;.4 .3];

在二维空间中创建625个均匀间隔点的网格。

[x1,x2] = meshgrid(linspace(-1,3,25)',linspace(-3,1,25)');X = [x1 (:) x2 (:)];

计算网格点上正态分布的cdf。

p = mvncdf (X,μ、σ);

绘制cdf值。

Z =重塑(p, 25日,25日);冲浪(X1, X2, Z)

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个类型为surface的对象。

计算一分变型正态分布的单位平方上的概率,并创建结果的轮廓图。

定义二元正态分布参数西格玛

mu = [0 0];Sigma = [0.25 0.3;0.3 1];

计算单位广场上的概率。

p = mvncdf([0 0],[1 1],mu,Sigma)
p = 0.2097

为了可视化结果,首先在二维空间中创建一个均匀间隔点的网格。

x1 = 3: .2:3;x2 = 3: .2:3;(X1, X2) = meshgrid (X1, X2);X = [x1 (:) x2 (:)];

然后,评估网格点处的正态分布的PDF。

y = mvnpdf (X,μ、σ);y =重塑(y,长度(x2)、长度(x1));

最后,创建包括单位正方形的多变量正态分布的轮廓图。

等值线(x1,x2,y,[0.0001 0.001 0.01 0.05 0.15 0.25 0.35]) xlabel(“x”)ylabel(“y”)行([0 0 1 1 0],[1 0 0 1 1],“线型”“——”“颜色”“k”

图中包含一个轴对象。轴对象包含等高线、直线两种对象。

计算一个多元累积概率比计算一个单变量概率需要更多的工作。默认情况下,mvncdf.功能将值计算为小于全机精度,并返回误差的估计作为可选的第二输出。在这种情况下查看错误估计。

[p,err] = mvncdf([0 0],[1 1],mu,sigma)
p = 0.2097
err = 1.0000e-08

在随机点评估多元正常分布的CDF,并显示与CDF计算相关的误差估计。

从具有均值向量的五维多元正态分布生成四个随机点和协方差矩阵西格玛

Mu = [0.5 -0.3 0.2 0.1 -0.4];σ= 0.5 *眼(5);rng (“默认”%的再现性X = mvnrnd(μ、σ4);

找到CDF值pX以及相关的误差估计犯错.显示数值计算的摘要。

(p,犯错)= mvncdf (X,μ、σstatset (“显示”“最后一次”))
在8650个功能评估中成功满足0.0001的误差容限。在8650个功能评估中成功满足0.0001的误差容限。在8650个功能评估中成功满足0.0001的误差容限。在8650个功能评估中成功满足0.0001的误差容限。
p =4×10.1520 0.0407 0.0002 0.1970
呃=4×110.-16×0.5949 0.1487 0 0.1983

输入参数

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评估点,指定为n——- - - - - -d数字矩阵,其中n是一个正标量整数和d为单个多元正态分布的维数。的行X对应观察值(或点),列对应变量(或坐标)。

数据类型:单身的|

多元正态分布的平均向量,指定为1——- - - - - -d数字向量或数字标量,其中d为多元正态分布的维数。如果是标量吗mvncdf.复制标量以匹配大小X

数据类型:单身的|

多元正态分布的协方差矩阵,指定为d——- - - - - -d对称,正定矩阵,其中d为多元正态分布的维数。如果协方差矩阵是对角线的,包含沿对角线的方差和它以外的零协方差,那么你也可以指定西格玛作为一个1——- - - - - -d只包含对角线元素的向量。

数据类型:单身的|

矩形下限,指定为1——- - - - - -d数值向量。

数据类型:单身的|

矩形上限,指定为a1——- - - - - -d数值向量。

数据类型:单身的|

数值积分选项,指定为结构。创建选项参数通过调用statset函数与下列参数的任意组合:

  • 'tolfun'-最大绝对容错。默认值为1E-8什么时候d< 4,1E-4什么时候d≥4。

  • 'maxfunevals'-允许被积函数计算的最大次数d≥4。默认值为1 e7.该功能忽略了'maxfunevals'什么时候d< 4。

  • “显示”- 显示输出级别。选择是“关闭”(默认),“通路”, 和“最后一次”.该功能忽略了“显示”什么时候d< 4。

例子:statset (' TolFun ', 1 e,“显示”,“最终”)

数据类型:结构体

输出参数

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CDF值,返回为n——- - - - - -1数字矢量,n是行的数量X,或表示由指定的矩形区域上的概率的数字标量XL.

绝对容错,作为正数值标量返回。对于二元和三元分布,默认的绝对容错为1E-8.对于四个或更多维度,默认的绝对容错是1E-4.有关更多信息,请参阅算法

更多关于

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多元正态分布

多元正态分布是将一元正态分布推广到两个或多个变量。它有两个参数,一个均值向量μ和协方差矩阵Σ,它们类似于单变量正态分布的均值和方差参数。的对角元素Σ包含每个变量的方差和非对角元素Σ包含变量之间的协方差。

概率密度函数(PDF)的d-维多元正态分布为

y f x μ Σ 1 | Σ | (2 π d exp. - 1 2 x - μ Σ -1 x - μ )'

在哪里xμ是1-by-d矢量和Σ是A.d——- - - - - -d对称正定矩阵。只有mvnrnd.允许积极的半确定Σ矩阵,可以是奇异的。当pdf不能有相同的形式Σ是单数。

多元正态累积分布函数(cdf)在x概率是随机向量吗v,分布为多变量普通,位于半无限矩形内,其中限制了上限x

PR. v 1 ≤. x 1 v 2 ≤. x 2 ...... v d ≤. x d

虽然多变量正常CDF没有封闭形式,但mvncdf.可以在数字上计算CDF值。

提示

  • 在一维情况下,西格玛是方差,而不是标准差。例如,MVNCDF(1,0,4)是一样的normcdf (1 0 2), 在哪里4是方差和2是标准差。

算法

对于双变量和琐碎的分布,mvncdf.对的变换使用自适应求积t密度,基于德雷兹纳和韦索洛夫斯基开发的方法[1][2]并通过Genz.[3].对于四个或更多维度,mvncdf.采用基于Genz和Bretz方法的准蒙特卡罗积分算法[4][5]

参考文献

[1] Drezner,Z.“计算琐碎的正常积分。”计算数学.第63卷,1994年,289-294页。

Z. Drezner和G. O. Wesolowsky。“二元正态积分的计算”。统计计算与仿真杂志.卷。35,1989,第101-107页。

[3] Genz,A。“矩形二抗体和琐碎的正常和T概率的数值计算。”统计和计算.卷。14,2004,第3,2004页,第251-260页。

[4] Genz, A.和F. Bretz。“多元概率的数值计算及其在多对比功率计算中的应用”。统计计算与仿真杂志.1999年第63卷,第361-378页。

[5] Genz,A.和F.Bretz。“多变量T概率计算方法的比较。”中国计算与图形统计学报.第11卷第4期,2002年,第950-971页。

[6] Kotz,S.,N. Balakrishnan和N. L. Johnson。连续多变量分布:第1卷:型号和应用。第二版。纽约:约翰威利父子公司,2000。

扩展能力

另请参阅

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介绍了R2006a