如果随机变量的概率密度函数分布如图所示,那么它就是拉普拉斯分布,记为X~皮埃尔-西蒙·拉普拉斯(μ,b),其中,μ 是位置参数,b 是尺度参数。如果 μ = 0,b=1,那么,正半部分恰好是1/2倍 λ = 1的指数分布。拉普拉斯分布又称双指数分布,由于其形式可看作两个平移的指数分布背靠背拼接在一起。拉普拉斯分布的尾部比正态分布更加平坦,因此在极值影响较大的情况下,拉普拉斯分布比正态分布更为适用。
定义
设随机变量具有密度函数。
其中 为常数,且 ,则称 服从参数为 的拉普拉斯分布。
易见, ,且 ,
(令 ) .
可见 确定了一个密度函数,
此外
.
如右图给出了拉普拉斯分布的密度曲线( )。
拉普拉斯分布的若干性质
. (1)
则称X服从参数为(位置参数)和(尺度参数)的皮埃尔-西蒙·拉普拉斯(Laplace)分布,记作 .
1.拉普拉斯分布的密度函数如式(1)关于 对称,且在该点达到极大值 ,即是它的众数。越小曲线越陡, 越大曲线越平坦。它有两个拐点 。
2.设 ,则它的分布函数为 .
3.设 ,则 .
4..设 ,则它的r阶中心矩为 当r为奇数是其值为0,为偶数时其值为 。
5.设 ,则
6.设 ,则它的矩母函数和特征函数为 , .
应用
在近代统计中,稳健性占有重要的地位,例如在古典回归分析中,用偏差平方和的大小作标准,来选择回归系数使它达到极小,这种回归不具有稳健性,然而,如改为用偏差的绝对值和作为标准,却具有稳健性.。于是研究随机变量绝对值的分布是很有意义的. 设,可以证明,其中这是一个很有意思的结果。若X与Y独立同分布于,则 ,上述两个事实表明,若在回归分析中假定服从拉普拉斯分布,并用绝对偏差和作为标准,可以导出很多良好的性质。
拉普拉斯分布与正态分布有一定的联系。设 X , Y , Z ,W 独立同分布于,则
拉普拉斯分布和哥西分布之间有着非常有趣的联系。 的分布密度和特征函数 分别为
而的分布密度和持征函数分别是
我们看到,的分布密度与 的特征函数有相同的形式 (仅差一个常数) ,而的特征函数与 的分布密度也有相同的性质(仅差一个常数) 。
设 是总体的样本,欲通过它们来估计和,将重排得,若n为奇数,用作为的估计;若n为偶数,则可用至 之间的任何一个数来作为的估计,通常用
而的估计是:
若已知,则
若未知,则