Skellam Dağılımı

Skellam Dağılımı

Olasılık kuramı ve istatistik bilim dallarında Skellam dağılımı bir ayrık olasılık dağılım tipidir. Skellam dağılımı iki tane (aralarında korelasyon bulunabilen ve) beklenen değerleri μ1 ve μ2 olan Poisson dağılımı gösteren rassal değişken K1 ve K2 arasında bulunan fark olan K1 − K2nin gösterdiği olasılık dağılımdır.
Kullanış alanları çok farklılık göstermektedir; beyzbol, buz hokeyi ve futbol gibi sporlarda ABD'de çok popüler olan yayılmış bahis (spread betting) yöntemini tanımlamak ve fizikte iki imajin basit foton gürültüsünü (photon noise) açıklamak için kullanılmıştır.

Karaketeristikler

Bu kısımda geliştirilen karakteristikler iki değişkenin arasındaki korelasyonun etkilerini ele almayacaktır. Aralarında korelasyon bulunan iki değişken farkının da analize katılması ile ortaya çıkan sonuçlar için bakın.
Önce bir Poisson dağılımı için olasılık kütle fonksiyonunun şu olduğu hatırlansın:



Skellam olasılık kütle fonksiyonu iki Poisson dağılım arasındaki çapraz korelasyon olur (Skellam, 1946)



Burada I k(z) birinci şekilde değiştirilmiş Bessel fonksiyonu olur. Yukarıdaki formüller için eğer faktoriyel negatif değer taşımaktaysa o değerin 0 olacağı kabul edilmiştir. Bir özel hal olan μ1 = μ2( = μ) için bakin



Eğer değerler küçükse, Bessel fonksiyonu için limit değerleri kullanılarak, Poisson dağılımını μ2 = 0 için ozel bir hal olarak Skellam dağılımı yerine kullanabiliriz.

Özellikler

Skellem dağılımı için olasılık kütle dağılımı normalize edilerek şöyle elde edilir:



Poisson dağılımı için olasılık üreten fonksiyon şöyle verilir:



Bunlar kullanılarak Skellam dağılımı için olasılık üreten fonksiyon ortaya çıkartılır:



Olasılık üreten fonksiyonu incelenince görülmektedir ki herhangi bir sayıda bağımsız Skellam dağılımı gösteren değişkenlerin toplamları veya farklılıkları da tekrar Skellam dağılımı göstereceklerdir.
Bazı referanslara gore iki Skellam dağılımlı değişkenin herhangi bir doğrusal bileşiği de Skellem dağılımı gösterir. Fakat bu doğru değildir; çünkü herhangi çarpım sayısı dağılımın destek alanını değiştirecektir.
Skellam dağılımı için moment üreten fonksiyon şudur:



Bunlardan ham moment değerleri mk bulmak icin şu tanımlara bakılsın:



Bunlardan 3 ham moment mk değerleri şöyle çıkartılır:



Merkezsel momentler M k şunlardır:



Beklenen değer, varyans, çarpıklık katsayısı and basıklık katsayısı sırasıyla şöyle verilir:



Kümülant üreten fonksiyon şu şekilde verilmiştir:



ve bundan kümülant değerleri elde edilir:



Özel hal olan μ1 = μ2 için ayrıntılı sonuçlar M.Abromowitz et.al. referansındadır.