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數學公式

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  1. V Function

    V Function: Owen's T 函數與 V 函數計算器

    V is derived from T via the arctan identity

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結果

Owen's T 函數 T(h,a)
0.0095297807
機率質量(無因次)
V 函數 V(h,a) 0.0764806541
恆等式 T(h,a) + V(h,a) = arctan(a) / (2π)

這個計算器的用途

本工具可計算二維(雙變量)標準常態分布中兩個密切相關的特殊函數:Owen's T 函數 T(h,a) 與 V 函數 V(h,a)。兩者都描述標準常態密度在一個由直線 y = a·x 所界定的楔形區域上的機率質量。這類函數廣泛出現在統計學各領域,包括偏態常態分布、雙變量常態機率、可靠度分析以及選擇權定價。這屬於純數學概念,不受地區限制,放諸四海皆適用。

使用方式

輸入百分位點 h(x 積分的上限,同時也是標準化後的引數),以及係數 a(界線 y = a·x 的斜率)。兩者皆為無因次的實數。按下計算,即可得到 T(h,a) 與 V(h,a)。

公式說明

設標準常態密度為 φ(x) = (1/√(2π)) e^(−x²/2),Owen's T 可直接以下式計算:T(h,a) = (1/2π) ∫₀ᵃ e^(−½h²(1+t²)) / (1+t²) dt。本計算器採用複合辛普森法(composite Simpson's rule)在細密格點(數千個子區間)上求值;由於被積函數恆不發散,計算過程相當穩定。V 函數則由本頁恆等式 T(h,a) + V(h,a) = arctan(a)/(2π) 推得,故 V(h,a) = arctan(a)/(2π) − T(h,a),其中 arctan 以弧度計。

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Owen T 被積函數圖,顯示從 0 到 a 的曲線下面積
T 函數是被積函數下從 t=0 到 t=a 的陰影面積,再乘以 1/(2π)。
Owen T 函數的幾何意義,即象限區域上二元常態鐘形曲面下的楔形面積
Owen 的 T(h,a) 是二元常態分布在直線 x=h 與斜率為 a 的斜線之間陰影楔形區域內的機率質量。

範例計算

以 h = 2、a = 0.6 為例:積分 ∫₀⁰∙₆ e^(−2(1+t²))/(1+t²) dt ≈ 0.05990,因此 T = 0.05990/6.283185 ≈ 0.0095330。接著 V = arctan(0.6)/(2π) − T = 0.540419/6.283185 − 0.0095330 ≈ 0.0764779。

常見問題

T 對 h 是否對稱? 是的,T 僅取決於 h²,所以 T(−h,a) = T(h,a)。那 a 為負值時呢? T 對 a 是奇函數:T(h,−a) = −T(h,a);同理,由於 arctan 為奇函數,V(h,−a) = −V(h,a)。若 a = 0 會如何? 此時 T 與 V 皆恰為 0,因為楔形區域退化成一條面積為零的直線。

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