Articles

Probit

normaalijakaumaa CDF ja sen käänteisluku eivät ole saatavilla suljetussa muodossa, ja laskenta vaatii tarkkaa numeeristen menetelmien käyttöä. Funktiot ovat kuitenkin laajalti saatavilla tilasto-ja todennäköisyysmallinnusohjelmissa sekä laskentataulukoissa. Esimerkiksi Microsoft Excelissä probit-toiminto on saatavilla normina.s. inv (p). Laskentaympäristöissä, joissa on saatavilla käänteisen virhefunktion numeerisia toteutuksia, probit − funktio voidaan saada muodossa

probit ⁡ ( p ) = 2 erf − 1 ⁡ ( 2 p-1 ) . {\displaystyle \operatorname {probit} (p)={\sqrt {2}}\,\operatorname {erf} ^{-1}(2p-1).}

\operatorname {probit}(p)={\sqrt {2}}\,\operatorname {erf}^{{-1}}(2p-1).

esimerkki on MATLAB, jossa on ”erfinv” – funktio. Kieli Mathematica toteuttaa ”InverseErf”. Muut ympäristöt toteuttavat probit-toiminnon suoraan, kuten seuraavassa istunnossa esitetään R-ohjelmointikielellä.

> qnorm(0.025) -1.959964> pnorm(-1.96) 0.02499790

käänteisen virhefunktion laskentatiedot löytyvät osoitteesta . Wichura antaa nopean algoritmin probitin funktion laskemiseksi 16 desimaalin tarkkuudella; tätä käytetään R: ssä satunnaisvarioidien tuottamiseen normaalijakaumalle.

tavallinen differentiaaliyhtälö probitin funktiolle

toinen laskutapa perustuu epälineaarisen tavallisen differentiaaliyhtälön (Oodi) muodostamiseen probitille Steinbrecherin ja Shaw ’ n menetelmän mukaisesti. Lyhentäen probitin funktion w ( p ) {\displaystyle w(p)}

w(p)

, Oodi on D w d P = 1 f ( w ) {\displaystyle {\frac {DW}{dp}}={\frac {1}{f(w)}}

{\frac {DW} {dp}}={\frac {1} {f(w)}}

missä f ( w ) {\displaystyle f(w)}

f(w)

on todennäköisyystiheysfunktio w.

tapauksessa Gaussin:

d d P = 2 π E w 2 2 {\displaystyle {\frac {dw}{dp}}={\sqrt {2\pi }}\ e^{\frac {w^{2}}{2}}}

{\frac {dw}{dp}}={\sqrt {2\pi }}\ e^{{{\frac {w^{2}}{2}}}}

Differenting again:

d 2 w d p 2 = w ( D W d p ) 2 {\displaystyle {\frac {d^{2}w}{dp^{2}}}=w\left({\frac {dw}{dp}}\right)^{2}}

{\frac {d^{2}w}{dp^{2}}}=w\left({\frac {DW}{dp}}}\right)^{2}

keskiolosuhteilla

w ( 1 / 2 ) = 0 , {\displaystyle w\left (1/2\right)=0,}

w\left(1/2\right)=0,

w ’ ( 1 / 2) = 2 π . {\displaystyle w ’ \left(1/2\right)={\sqrt {2\pi }}.}

w'\left(1/2\right)={\sqrt {2\pi }}.'\left(1/2\right)={\sqrt {2\pi }}.

tämä yhtälö voidaan ratkaista useilla menetelmillä, muun muassa klassisen potenssisarjan lähestymistavalla. Tästä voidaan kehittää mielivaltaisen korkean tarkkuuden ratkaisuja, jotka perustuvat Steinbrecherin lähestymistapaan sarjaan käänteiselle virhefunktiolle. Potenssisarjan ratkaisuksi saadaan

w ( p ) = π 2 ∑ K = 0 ∞ d k ( 2 k + 1 ) ( 2 p − 1 ) ( 2 k + 1 ) {\displaystyle w(p)={\sqrt {\frac {\pi }{2}}}\sum _{K=0}^{\infty }{\frac {d_{k}}{(2k+1)}}(2p-1)^{(2k+1)}}

w(p)={\sqrt {\frac {\pi }{2}}}\sum _{{K=0}}^{{\infty }}{\frac {D_{k}}{(2k+1)}}(2p-1)^{{(2k+1)}}