Question

Difficulty: HardDoğrusal Dönüşümlerin Dağılımı

X∼N3(μ,Σ)\mathbf{X} \sim N_3(\boldsymbol{\mu}, \boldsymbol{\Sigma}) rastgele vektörü, bir finansal portföydeki üç farklı varlığın getirilerini temsil etmektedir. Bu varlıkların varyans-kovaryans matrisi Σ\boldsymbol{\Sigma} aşağıda verilmiştir:

Σ=[41−1120−103] \boldsymbol{\Sigma} = \begin{bmatrix} 4 & 1 & -1 \\\\ 1 & 2 & 0 \\\\ -1 & 0 & 3 \end{bmatrix}

Bir risk analisti, bu üç varlığın getirilerini kullanarak Y1Y_1 ve Y2Y_2 olmak üzere iki yeni portföy oluşturmuştur:
Y1=X1+X2+X3Y_1 = X_1 + X_2 + X_3
Y2=X1−X2+cX3Y_2 = X_1 - X_2 + c X_3

Çok değişkenli normal dağılımın özelliklerine göre, oluşturulan bu iki yeni portföyün getirilerinin birbirinden bağımsız olması istenmektedir.

Buna göre, analistin belirlemesi gereken cc sabiti kaçtır?

  1. A
    −2-2
  2. B
    −23-\frac{2}{3}
  3. −12-\frac{1}{2}Answer
  4. D
    00
  5. E
    12\frac{1}{2}

Answer

İki portföyün bağımsız olması için katsayılar ve varyans-kovaryans matrisi kullanılarak hesaplanan kovaryansın sıfır olması gerekir; bu denklemden c = -1/2 elde edilir.
Çok değişkenli normal dağılımda elde edilen iki yeni doğrusal dönüşümün (Y1Y_1 ve Y2Y_2) birbirinden bağımsız olabilmesi için aralarındaki kovaryansın sıfır olması gerekir. Kovaryans hesaplaması Cov(Y1,Y2)=a1′Σa2Cov(Y_1, Y_2) = \mathbf{a}_1'\boldsymbol{\Sigma}\mathbf{a}_2 formülü ile yapılır. Verilen matris ve vektörler çarpıldığında 1+2c1 + 2c elde edilir. Bağımsızlık koşulu gereği 1+2c=01 + 2c = 0 denklemi çözüldüğünde c=−1/2c = -1/2 bulunur.

Step-by-Step Solution

1
Doğrusal kombinasyonların katsayı vektörlerini belirle.
a1′=[111]\mathbf{a}_1' = \begin{bmatrix} 1 & 1 & 1 \end{bmatrix} ve a2′=[1−1c]\mathbf{a}_2' = \begin{bmatrix} 1 & -1 & c \end{bmatrix} olarak ifade edilir.
Y1Y_1 ve Y2Y_2 portföylerinin varyans ve kovaryans hesaplamalarını matris formunda yapabilmek için.
2
Y1Y_1 ve Y2Y_2 arasındaki kovaryansı veren a1′Σa2\mathbf{a}_1'\boldsymbol{\Sigma}\mathbf{a}_2 ifadesini hesapla.
a1′Σ=[432]\mathbf{a}_1'\boldsymbol{\Sigma} = \begin{bmatrix} 4 & 3 & 2 \end{bmatrix} ve a1′Σa2=4(1)+3(−1)+2(c)=1+2c\mathbf{a}_1'\boldsymbol{\Sigma}\mathbf{a}_2 = 4(1) + 3(-1) + 2(c) = 1 + 2c elde edilir.
Çok değişkenli normal dağılımda iki doğrusal kombinasyonun kovaryansı bu formülle bulunur.
3
Bağımsızlık şartını uygula ve denklemi çöz.
Cov(Y1,Y2)=0  ⟹  1+2c=0  ⟹  c=−12Cov(Y_1, Y_2) = 0 \implies 1 + 2c = 0 \implies c = -\frac{1}{2} bulunur.
Çok değişkenli normal dağılıma sahip değişkenlerin doğrusal kombinasyonlarının bağımsız olması için kovaryanslarının sıfır olması şarttır.

Key Concept

Çok Değişkenli Normal Dağılımda Doğrusal Dönüşümler ve Bağımsızlık
Rate this question