Hướng dẫn truncated lognormal distribution excel - excel phân phối lognormal bị cắt ngắn

Dung dịch

Tạo các số này bằng cách sử dụng biến đổi tích phân xác suất.

Khi $ f $ là bất kỳ chức năng phân phối tích lũy nào và nó bị cắt cụ

$$ x = f^{-1} (u) $$

trong đó $ u $ được phân phối đồng đều trong khoảng $ [a, b] = [f (t_0), f (t_1)] $. Trong trường hợp này $ f^{-1} $ có thể được tính toán rõ ràng (thậm chí bởi excel).


Chi tiết thực hiện

Do những thiếu sót khét tiếng và lâu dài trong tài liệu và tính toán của Excel, tôi không bao giờ sử dụng các chức năng lognator của nó: như một chính sách, tôi chỉ sử dụng chức năng cơ bản nhất sẽ hoàn thành công việc. Điều này giảm thiểu lượng thử nghiệm cần được thực hiện để thiết lập kết quả đáng tin cậy và tối đa hóa cơ hội mà tôi hiểu chính xác phần mềm đang làm gì.

Trong trường hợp này, mọi thứ có thể được xử lý với CDF $ \ Phi $ và CDF $ \ Phi^{-1} $ của phân phối bình thường tiêu chuẩn. (Tên của Excel cho những điều này lần lượt là NORMSDISTNORMSINV.)

$$ \ sigma = \ log \ left (1 + \ left (\ frac {s} {m} \ right)^2 \ right) $$

và sau đó

$$ \ mu = \ log (m) - \ sigma^2/2. $$

Đây là độ lệch chuẩn và giá trị trung bình, tương ứng, của phân phối các logarit của các giá trị. Trong các điều khoản này

$$ f (x) = \ Phi \ left (\ frac {\ log (x) - \ mu} {\ sigma} \ right) $$

$$ f^{-1} (q) = \ exp \ left (\ mu + \ sigma \ Phi^{-1} (q) \ phải). $$

Trong Excel-cũng như trong nhiều nền tảng phần mềm khác-giá trị ngẫu nhiên thống nhất $ U $ trong một khoảng $ [A, B] $ được tạo bằng cách lấy một biến thể ngẫu nhiên $ V $ từ khoảng $ [0,1] $-được sản xuất bởi chức năng RAND của Excel-và đặt lại nó:

$$ u = a + (b-a) v. $$


Thực hiện Excel

Ngoài các hoạt động số học thông thường (bổ sung, nhân, v.v.) tính toán này chỉ dựa trên bốn hàm: RAND, NORMSDIST, NORMSINVLN. Ba người đầu tiên có những vấn đề nổi tiếng (nhưng không có cách giải quyết nào cho họ thiếu mã hóa chúng ở VBA). Tuy nhiên, đối với các mô phỏng nhỏ mà Excel có thể xử lý RAND sẽ ổn-đặc biệt là khi sử dụng các phiên bản Excel gần đây hơn-và các lỗi trong NORMSDISTNORMSINV (xảy ra ở đuôi) không thể gặp phải.

Ảnh chụp màn hình hiển thị một phần của bảng tính trong đó 256 biến thể ngẫu nhiên NORMSINV0 (trong cột NORMSINV1) được tạo theo các thông số kỹ thuật ở bên phải: NORMSINV2, NORMSINV3, NORMSINV4 và NORMSINV5. Đây là những đầu vào duy nhất cho tính toán. Các thanh trong biểu đồ kiểm soát một nhận thức của các biến thể này trong khi đường rắn là đồ thị của hàm mật độ xác suất bị cắt ngắn (được định dạng lại để hiển thị số lượng dự kiến ​​trong mỗi thùng). Độ lệch giữa chiều cao thanh và đồ thị chỉ do sự thay đổi ngẫu nhiên. .

Hướng dẫn truncated lognormal distribution excel - excel phân phối lognormal bị cắt ngắn

Tất cả các giá trị trong cột NORMSINV6 được tham chiếu bằng các tên có nguồn gốc từ cột NORMSINV7. Các công thức là:

  • NORMSINV8 đại diện cho $ \ mu $: NORMSINV9

  • RAND0: Đại diện cho $ \ Sigma $: RAND1.

  • RAND2 là logarit của điểm cuối bên trái của khoảng thời gian cắt: RAND3

  • RAND4 là logarit của điểm cuối bên phải của khoảng thời gian cắt: RAND5

  • RAND6 là $ a $, giới hạn dưới của lượng tử $ u $: RAND7

  • RAND8 là $ b $, giới hạn trên của $ u $: RAND9

  • RAND0 là $ b-a $ cho phép tính $ u $: RAND1.

Các mục trong các cột RAND2 được lấy từ một công thức được nhập ở hàng đầu tiên và được sao chép xuống:

  • RAND3 đại diện cho $ U $, được tính là RAND4.

  • RAND5 là các logarit của các giá trị ngẫu nhiên, được tính toán là RAND6 et seq.

  • NORMSINV0 có được bằng cách thống nhất RAND5: RAND9, et seq.

Các khái niệm cơ bản

Định nghĩa 1: LET -∞ a : Let -∞ ≤ a < b ≤ ∞. Then the pdf of the truncated normal distribution with mean μ and variance σ2 constrained by a ≤ x ≤ b is

Hướng dẫn truncated lognormal distribution excel - excel phân phối lognormal bị cắt ngắn

trong đó φ & nbsp; là PDF của phân phối bình thường và φ & nbsp; là CDF của phân phối bình thường.

We assume that if x < a or x = -∞ then φ(x, µ, σ) = 0 and Φ(x, µ, σ) = 0. If x > b or x = ∞ then φ(x, µ, σ) = 0 and Φ(x, µ, σ) = 1.

Do đó, trong excel, nếu a và b & nbsp; là hữu hạn thì

f (x) = Norm.dist (x,

CDF của phân phối này là

Hướng dẫn truncated lognormal distribution excel - excel phân phối lognormal bị cắt ngắn

Hàm phân phối nghịch đảo là

Hướng dẫn truncated lognormal distribution excel - excel phân phối lognormal bị cắt ngắn

Đặc tính

Quan sát: Bây giờ chúng tôi trình bày một số thuộc tính thống kê chính, nhưng trước tiên chúng tôi xác định: We now present some key statistical properties, but first we define

Hướng dẫn truncated lognormal distribution excel - excel phân phối lognormal bị cắt ngắn

Ở đây, chúng tôi giả sử rằng nếu b = ∞ thì φ (b, σ, σ) = 1 và (bọ , σ) = 0 và (A A -Pha) Kφ (a,,, σ) = 0.

Hướng dẫn truncated lognormal distribution excel - excel phân phối lognormal bị cắt ngắn

Hướng dẫn truncated lognormal distribution excel - excel phân phối lognormal bị cắt ngắn

Hướng dẫn truncated lognormal distribution excel - excel phân phối lognormal bị cắt ngắn

Hướng dẫn truncated lognormal distribution excel - excel phân phối lognormal bị cắt ngắn

Hướng dẫn truncated lognormal distribution excel - excel phân phối lognormal bị cắt ngắn

Hướng dẫn truncated lognormal distribution excel - excel phân phối lognormal bị cắt ngắn

Chức năng bảng tính

Chức năng thống kê thực: Gói tài nguyên thống kê thực sự cung cấp các chức năng sau.: The Real Statistics Resource Pack provides the following functions.

Tnorm_dist (x, μ, σ, cum, a, b) = giá trị hàm mật độ xác suất f (x) cho phân phối bình thường bị cắt ngắn n (μ, 2, a, b) F (x) Khi kiêm & nbsp; = true.(x, μ, σ, cum, a, b) = the probability density function value f(x) for the truncated normal distribution N(μ, σ2, a, b) when cum = FALSE and the corresponding cumulative distribution function F(x) when cum = TRUE.

Tnorm_inv (p, μ, σ, a, b) = giá trị x sao cho tnorm_dist (x, μ,, true, a, b) = p, tức là nghịch đảo của tnorm_dist (x, μ, σ, true, a, a, b).(p, μ, σ, a, b) = the value x such that TNORM_DIST(x, μ, σ, TRUE, a, b) = p, i.e. inverse of TNORM_DIST(x, μ, σ, TRUE, a, b).

TNORM_PARAM (μ, σ, A, B, Lab): Hàm mảng trả về một mảng cột với các tham số sau cho phân phối bình thường bị cắt cụ Kurtosis.(μ, σ, a, b, lab): array function that returns a column array with the following parameters for the truncated normal distribution N(μ, σ2, a, b): mean, median, mode, variance, skewness, kurtosis.

Nếu A bị bỏ qua thì nó mặc định là -∞, trong khi B bị bỏ qua thì nó mặc định là. Nếu lab = true (mặc định sai), thì một cột thêm nhãn được nối vào đầu ra.

Lưu ý rằng bạn có thể sử dụng công thức Excel sau đây thay vì & NBSP; Tnorm_inv (p, m, s).

= Norm.inv (p*(Norm.dist (b, m, s) -norm.dist (a, m, s))+Norm.dist (a, m, s), m, s)

Người giới thiệu

Ntrand (2020) đã cắt ngắn phân phối bình thườngHttps: //www.ntrand.com/truncated-cormal-distribution/
https://www.ntrand.com/truncated-normal-distribution/

Burkardt, J (2014) Phân phối bình thường bị cắt ngắn. Đại học bang Florida: //people.sc.fsu.edu/~jburkardt/presentations/truncated_normal.pdf
https://people.sc.fsu.edu/~jburkardt/presentations/truncated_normal.pdf

Cha, J (2015) Tái thiết lập các nền tảng lý thuyết của một phân phối bình thường bị cắt ngắn: suy luận thống kê tiêu chuẩn hóa và tích chập. Luận án tại Đại học Clemsonhttps: //tigerprints.clemson.edu/all_dissertations/1793
https://tigerprints.clemson.edu/all_dissertations/1793