浅识极值理论

资料摘要

  以下内容均来自参考资料

1. 起源

  MrMathematica节译自《25 Big Ideas》,ISBN 1-85168-391-7,原作者Robert Matthews

  每过一段时间,小概率事件就会发生,比如巨大的台风,或者跳高纪录被打破。但是到底这样的事件有多极端?极值理论(Extreme Value Theory)可以回答这个问题。利用以往的记录,比如说500年来的洪水记录,极值理论就可以预测将来发生更大的洪水的可能性。

  极值理论19世纪20年代被数学家发明。长久以来,因为其魔法般预测从未发生过事件的能力,它往往受到人们的质疑。但是现在EVT正在获得越来越广泛的应用,从金融风险评估到海事安全等等,也越来越受到人们的信任。一个重要的应用领域是保险行业,EVT被用来计算重大灾难发生的可能性,并由此来确保必要时有足够的赔付资金。

  简单来说,极值理论用来计算极值出现的概率和分布情况。

2. 形式化

  假设有随机序列x_1,x_2,...,x_n,分布符合F(x),记最大顺序统计量为M_n=\max \{x_1,x_2,...,x_n\},经典极值理论研究在序列x_1,x_2,...,x_n独立同分布和满足一定的相依条件两种情形下,随机变量M_n经过标准化后的极限分布问题。

  Fisher和Tippett证明了在独立同分布假设下,M_n标准化的极限分布式广义极值分布GEV(Generalized Extreme Value)。GEV的形状参数趋于0时得到的极限分布为Gumbel分布;大于0时得到Frechet分布;小于零时为Weibull分布。

3. 书籍

  推荐书籍可以参见参考资料2。

参考资料

[1] http://www.360doc.com/content/10/1225/05/974066_81117880.shtml
[2] https://www.cnblogs.com/emanlee/archive/2011/06/15/2081121.html
[3] 柳会珍. 统计极值理论及其应用研究进展[J]. 统计与决策, 2006(16):152-155.

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