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Dirichlet average

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891: 651: 480: 1163: 122: 307: 196: 886:{\displaystyle R_{n}(\mathbf {b} ,\mathbf {z} )={\frac {\Gamma (n+1)\Gamma (b)}{\Gamma (b+n)}}\cdot D_{n}{\text{ with }}D_{n}={\frac {1}{n}}\sum _{k=1}^{n}\left(\sum _{i=1}^{N}b_{i}\cdot z_{i}^{k}\right)\cdot D_{n-k}} 313:. They were introduced by the mathematician Bille C. Carlson in the '70s who noticed that the simple notion of this type of averaging generalizes and unifies many special functions, among them generalized 549: 597: 382: 643: 1070: 32: 1027: 991: 969: 927: 1062: 374: 947: 503: 201: 130: 1224:
Glüsenkamp, T. (2018). "Probabilistic treatment of the uncertainty from the finite size of weighted Monte Carlo data".
508: 554: 475:{\displaystyle R_{n}(\mathbf {b} ,\mathbf {z} )=\int (\mathbf {u} \cdot \mathbf {z} )^{n}\,d\mu _{b}(\mathbf {u} )} 1158:{\displaystyle S(\mathbf {b} ,\mathbf {z} )=\int \exp(\mathbf {u} \cdot \mathbf {z} )\,d\mu _{b}(\mathbf {u} ).} 608: 1197:
Dickey, J.M. (1983). "Multiple hypergeometric functions: Probabilistic interpretations and statistical uses".
117:{\displaystyle F(\mathbf {b} ;\mathbf {z} )=\int f(\mathbf {u} \cdot \mathbf {z} )\,d\mu _{b}(\mathbf {u} ),} 314: 326: 318: 23: 996: 974: 952: 1233: 1267: 330: 322: 899: 1243: 1206: 1040: 352: 302:{\displaystyle d\mu _{b}(\mathbf {u} )=u_{1}^{b_{1}-1}\cdots u_{N}^{b_{N}-1}d\mathbf {u} } 26:. An important one are dirichlet averages that have a certain argument structure, namely 341:
Some Dirichlet averages are so fundamental that they are named. A few are listed below.
932: 488: 1261: 1247: 329:) and are connected to statistical applications in various ways, for example in 191:{\displaystyle \mathbf {u} \cdot \mathbf {z} =\sum _{i}^{N}u_{i}\cdot z_{i}} 645:
it is possible to write an exact solution in the form of an iterative sum
1210: 1238: 321::. They also play an important role for the solution of 16:
Averages of functions under the Dirichlet distribution
1073: 1043: 1037:
The (Carlson) S-function is the Dirichlet average of
999: 977: 955: 935: 902: 654: 611: 557: 511: 491: 385: 355: 349:
The (Carlson) R-function is the Dirichlet average of
204: 133: 35: 1157: 1056: 1021: 985: 963: 941: 921: 885: 637: 591: 543: 497: 474: 368: 301: 190: 116: 544:{\displaystyle R_{n}(\mathbf {b} ,\mathbf {z} )} 1199:Journal of the American Statistical Association 592:{\displaystyle R(-n;\mathbf {b} ,\mathbf {z} )} 309:is the Dirichlet measure with dimension  8: 1237: 1144: 1135: 1127: 1119: 1111: 1088: 1080: 1072: 1048: 1042: 1013: 998: 978: 976: 956: 954: 934: 907: 901: 871: 853: 848: 835: 825: 814: 799: 788: 774: 765: 756: 750: 687: 676: 668: 659: 653: 638:{\displaystyle n\geq 0,n\in \mathbb {N} } 631: 630: 610: 581: 573: 556: 533: 525: 516: 510: 490: 464: 455: 447: 441: 432: 424: 407: 399: 390: 384: 360: 354: 294: 277: 272: 267: 246: 241: 236: 221: 212: 203: 182: 169: 159: 154: 142: 134: 132: 103: 94: 86: 78: 70: 50: 42: 34: 1184:Special functions of applied mathematics 1174: 7: 22:are averages of functions under the 722: 708: 690: 14: 1145: 1120: 1112: 1089: 1081: 979: 957: 677: 669: 582: 574: 534: 526: 465: 433: 425: 408: 400: 295: 222: 143: 135: 104: 79: 71: 51: 43: 1149: 1141: 1124: 1108: 1093: 1077: 737: 725: 717: 711: 705: 693: 681: 665: 586: 561: 538: 522: 469: 461: 438: 421: 412: 396: 226: 218: 108: 100: 83: 67: 55: 39: 1: 1022:{\displaystyle b=\sum b_{i}} 986:{\displaystyle \mathbf {z} } 964:{\displaystyle \mathbf {b} } 1284: 1248:10.1140/epjp/i2018-12042-x 337:Notable Dirichlet averages 315:hypergeometric functions 922:{\displaystyle D_{0}=1} 1182:Carlson, B.C. (1977). 1159: 1058: 1023: 987: 965: 943: 923: 887: 830: 804: 639: 593: 545: 499: 476: 370: 327:Carlson symmetric form 319:orthogonal polynomials 303: 192: 164: 118: 24:Dirichlet distribution 1160: 1059: 1057:{\displaystyle e^{x}} 1024: 988: 966: 944: 924: 888: 810: 784: 640: 594: 546: 500: 477: 371: 369:{\displaystyle x^{n}} 304: 193: 150: 119: 1071: 1041: 997: 975: 953: 949:is the dimension of 933: 900: 652: 609: 555: 509: 489: 383: 353: 202: 131: 33: 858: 551:is also denoted by 290: 259: 1155: 1054: 1019: 983: 961: 939: 919: 883: 844: 635: 589: 541: 495: 472: 366: 323:elliptic integrals 299: 263: 232: 188: 114: 20:Dirichlet averages 942:{\displaystyle N} 782: 759: 741: 602:Exact solutions: 498:{\displaystyle n} 331:Bayesian analysis 1275: 1252: 1251: 1241: 1221: 1215: 1214: 1194: 1188: 1187: 1179: 1164: 1162: 1161: 1156: 1148: 1140: 1139: 1123: 1115: 1092: 1084: 1063: 1061: 1060: 1055: 1053: 1052: 1028: 1026: 1025: 1020: 1018: 1017: 992: 990: 989: 984: 982: 970: 968: 967: 962: 960: 948: 946: 945: 940: 928: 926: 925: 920: 912: 911: 892: 890: 889: 884: 882: 881: 863: 859: 857: 852: 840: 839: 829: 824: 803: 798: 783: 775: 770: 769: 760: 758: with  757: 755: 754: 742: 740: 720: 688: 680: 672: 664: 663: 644: 642: 641: 636: 634: 598: 596: 595: 590: 585: 577: 550: 548: 547: 542: 537: 529: 521: 520: 504: 502: 501: 496: 481: 479: 478: 473: 468: 460: 459: 446: 445: 436: 428: 411: 403: 395: 394: 375: 373: 372: 367: 365: 364: 308: 306: 305: 300: 298: 289: 282: 281: 271: 258: 251: 250: 240: 225: 217: 216: 197: 195: 194: 189: 187: 186: 174: 173: 163: 158: 146: 138: 123: 121: 120: 115: 107: 99: 98: 82: 74: 54: 46: 1283: 1282: 1278: 1277: 1276: 1274: 1273: 1272: 1258: 1257: 1256: 1255: 1223: 1222: 1218: 1211:10.2307/2288131 1196: 1195: 1191: 1181: 1180: 1176: 1171: 1131: 1069: 1068: 1044: 1039: 1038: 1035: 1009: 995: 994: 973: 972: 951: 950: 931: 930: 903: 898: 897: 867: 831: 809: 805: 761: 746: 721: 689: 655: 650: 649: 607: 606: 553: 552: 512: 507: 506: 487: 486: 451: 437: 386: 381: 380: 356: 351: 350: 347: 339: 273: 242: 208: 200: 199: 178: 165: 129: 128: 90: 31: 30: 17: 12: 11: 5: 1281: 1279: 1271: 1270: 1260: 1259: 1254: 1253: 1216: 1189: 1173: 1172: 1170: 1167: 1166: 1165: 1154: 1151: 1147: 1143: 1138: 1134: 1130: 1126: 1122: 1118: 1114: 1110: 1107: 1104: 1101: 1098: 1095: 1091: 1087: 1083: 1079: 1076: 1051: 1047: 1034: 1031: 1016: 1012: 1008: 1005: 1002: 981: 959: 938: 918: 915: 910: 906: 894: 893: 880: 877: 874: 870: 866: 862: 856: 851: 847: 843: 838: 834: 828: 823: 820: 817: 813: 808: 802: 797: 794: 791: 787: 781: 778: 773: 768: 764: 753: 749: 745: 739: 736: 733: 730: 727: 724: 719: 716: 713: 710: 707: 704: 701: 698: 695: 692: 686: 683: 679: 675: 671: 667: 662: 658: 633: 629: 626: 623: 620: 617: 614: 588: 584: 580: 576: 572: 569: 566: 563: 560: 540: 536: 532: 528: 524: 519: 515: 494: 483: 482: 471: 467: 463: 458: 454: 450: 444: 440: 435: 431: 427: 423: 420: 417: 414: 410: 406: 402: 398: 393: 389: 363: 359: 346: 343: 338: 335: 297: 293: 288: 285: 280: 276: 270: 266: 262: 257: 254: 249: 245: 239: 235: 231: 228: 224: 220: 215: 211: 207: 185: 181: 177: 172: 168: 162: 157: 153: 149: 145: 141: 137: 125: 124: 113: 110: 106: 102: 97: 93: 89: 85: 81: 77: 73: 69: 66: 63: 60: 57: 53: 49: 45: 41: 38: 15: 13: 10: 9: 6: 4: 3: 2: 1280: 1269: 1266: 1265: 1263: 1249: 1245: 1240: 1235: 1231: 1227: 1220: 1217: 1212: 1208: 1204: 1200: 1193: 1190: 1185: 1178: 1175: 1168: 1152: 1136: 1132: 1128: 1116: 1105: 1102: 1099: 1096: 1085: 1074: 1067: 1066: 1065: 1049: 1045: 1032: 1030: 1014: 1010: 1006: 1003: 1000: 936: 916: 913: 908: 904: 878: 875: 872: 868: 864: 860: 854: 849: 845: 841: 836: 832: 826: 821: 818: 815: 811: 806: 800: 795: 792: 789: 785: 779: 776: 771: 766: 762: 751: 747: 743: 734: 731: 728: 714: 702: 699: 696: 684: 673: 660: 656: 648: 647: 646: 627: 624: 621: 618: 615: 612: 603: 600: 578: 570: 567: 564: 558: 530: 517: 513: 492: 456: 452: 448: 442: 429: 418: 415: 404: 391: 387: 379: 378: 377: 361: 357: 344: 342: 336: 334: 332: 328: 324: 320: 316: 312: 291: 286: 283: 278: 274: 268: 264: 260: 255: 252: 247: 243: 237: 233: 229: 213: 209: 205: 183: 179: 175: 170: 166: 160: 155: 151: 147: 139: 111: 95: 91: 87: 75: 64: 61: 58: 47: 36: 29: 28: 27: 25: 21: 1229: 1225: 1219: 1205:(383): 628. 1202: 1198: 1192: 1183: 1177: 1036: 895: 604: 601: 505:. Sometimes 484: 348: 340: 310: 126: 19: 18: 317:or various 1239:1712.01293 1232:(6): 218. 1169:References 1033:S-function 345:R-function 1133:μ 1117:⋅ 1106:⁡ 1100:∫ 1007:∑ 876:− 865:⋅ 842:⋅ 812:∑ 786:∑ 744:⋅ 723:Γ 709:Γ 691:Γ 628:∈ 616:≥ 565:− 453:μ 430:⋅ 419:∫ 284:− 261:⋯ 253:− 210:μ 176:⋅ 152:∑ 140:⋅ 92:μ 76:⋅ 62:∫ 1268:Calculus 1262:Category 1226:EPJ Plus 896:where 127:where 1234:arXiv 485:with 325:(see 993:and 605:For 198:and 1244:doi 1230:133 1207:doi 1103:exp 971:or 1264:: 1242:. 1228:. 1203:78 1201:. 1064:, 1029:. 929:, 599:. 376:, 333:. 1250:. 1246:: 1236:: 1213:. 1209:: 1186:. 1153:. 1150:) 1146:u 1142:( 1137:b 1129:d 1125:) 1121:z 1113:u 1109:( 1097:= 1094:) 1090:z 1086:, 1082:b 1078:( 1075:S 1050:x 1046:e 1015:i 1011:b 1004:= 1001:b 980:z 958:b 937:N 917:1 914:= 909:0 905:D 879:k 873:n 869:D 861:) 855:k 850:i 846:z 837:i 833:b 827:N 822:1 819:= 816:i 807:( 801:n 796:1 793:= 790:k 780:n 777:1 772:= 767:n 763:D 752:n 748:D 738:) 735:n 732:+ 729:b 726:( 718:) 715:b 712:( 706:) 703:1 700:+ 697:n 694:( 685:= 682:) 678:z 674:, 670:b 666:( 661:n 657:R 632:N 625:n 622:, 619:0 613:n 587:) 583:z 579:, 575:b 571:; 568:n 562:( 559:R 539:) 535:z 531:, 527:b 523:( 518:n 514:R 493:n 470:) 466:u 462:( 457:b 449:d 443:n 439:) 434:z 426:u 422:( 416:= 413:) 409:z 405:, 401:b 397:( 392:n 388:R 362:n 358:x 311:N 296:u 292:d 287:1 279:N 275:b 269:N 265:u 256:1 248:1 244:b 238:1 234:u 230:= 227:) 223:u 219:( 214:b 206:d 184:i 180:z 171:i 167:u 161:N 156:i 148:= 144:z 136:u 112:, 109:) 105:u 101:( 96:b 88:d 84:) 80:z 72:u 68:( 65:f 59:= 56:) 52:z 48:; 44:b 40:( 37:F

Index

Dirichlet distribution
hypergeometric functions
orthogonal polynomials
elliptic integrals
Carlson symmetric form
Bayesian analysis
doi
10.2307/2288131
arXiv
1712.01293
doi
10.1140/epjp/i2018-12042-x
Category
Calculus

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