ウィグナー半円分布

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ウィグナー半円分布
母数 [math]R\gt 0[/math]
[math]x \in [-R, +R][/math]
テンプレート:確率分布/リンク 密度 [math]\frac{2}{\pi R^2} \sqrt{R^2-x^2}[/math]
累積分布関数 [math]\frac12 + \frac{x\sqrt{R^2-x^2}}{\pi R^2} + \frac{1}{\pi} \arcsin \frac{x}{R}[/math]
for [math]-R\leq x \leq R[/math]
期待値 [math]0[/math]
中央値 [math]0[/math]
最頻値 [math]0[/math]
分散 [math]\frac{R^2}{4}[/math]
歪度 [math]0[/math]
尖度 [math]-1[/math]
エントロピー [math]\ln (\pi R) - \frac12[/math]
モーメント母関数 [math]2 \frac{I_1(Rt)}{Rt}[/math]
I1は変形ベッセル関数
特性関数 [math]2\frac{J_1(Rt)}{Rt}[/math]
J1はベッセル関数
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ウィグナー半円分布 (: Wigner semicircle distribution)とは、正の実数Rパラメーターに持つ連続確率分布である。物理学者であるユージン・ウィグナーにちなんで名付けられた。この分布は区間 [−R, R]に持ち、特にその確率密度関数のグラフは (0, 0) を中心とする半径 R の半円を R に応じて(確率分布となるように)以下のように正規化したもの(したがって実際には半楕円)で与えられる:

確率密度関数
[math]f(x)=\begin{cases} \dfrac{2}{\pi R^2} \sqrt{R^2-x^2\,} & \text{if }|x| \le R \\[1ex] 0 & \text{if }|x| \gt R \end{cases}[/math]

この分布はランダム行列()の行列の大きさが無限大に近づくに連れ、 固有値分布の極限分布として現れる。これをウィグナーの半円則(Wigner semicircle law)という。

参考文献

  • 永尾太郎 『ランダム行列の基礎』 東京大学出版会 (2005) ISBN 978-4130613064
  • 四辻哲章 『計算機シミュレーションのための確率分布乱数生成法 』 プレアデス出版 (2010年) ISBN 978-4903814353