Loi sécante hyperbolique

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Aller à : navigation, rechercher
Loi sécante hyperbolique
Image illustrative de l'article Loi sécante hyperbolique
Densité de probabilité (ou fonction de masse)

Image illustrative de l'article Loi sécante hyperbolique
Fonction de répartition

Paramètres aucun
Support x \in ]-\infty; +\infty[\!
Densité de probabilité (fonction de masse) \frac12 \; \operatorname{sech}\!\left(\frac{\pi}{2}\,x\right)\!
Fonction de répartition \frac{2}{\pi} \arctan\!\left[\exp\!\left(\frac{\pi}{2}\,x\right)\right]\!
Espérance 0
Médiane 0
Mode 0
Variance 1
Asymétrie 0
Kurtosis normalisé 2
Entropie 4/π K \;\approx 1.16624
Fonction génératrice des moments \sec(t)\! pour |t|<\frac{\pi}2\!
Fonction caractéristique \operatorname{sech}(t)\! pour |t|<\frac{\pi}2\!

En théorie des probabilités et en statistique, la loi sécante hyperbolique est une loi de probabilité à densité dont la densité de probabilité et la fonction caractéristique sont proportionnelles à la fonction sécante hyperbolique.

Description[modifier | modifier le code]

La densité de la loi sécante hyperbolique est donnée par la transformation suivante de la fonction sécante hyperbolique :

f(x) = \frac12 \; \operatorname{sech}\!\left(\frac{\pi}{2}\,x\right)\! .

La fonction de répartition de la loi sécante hyperbolique est :

\begin{align}
F(x) &= \frac12 + \frac{1}{\pi} \arctan\!\left[\operatorname{sinh}\!\left(\frac{\pi}{2}\,x\right)\right] \\
 &= \frac{2}{\pi} \arctan\!\left[\exp\left(\frac{\pi}{2}\,x\right)\right] \! .\end{align}

arctan est la fonction trigonométrique inverse arc tangente. La fonction quantile, ou fonction inverse de la fonction de répartition, est donnée par :

\begin{align} F^{-1}(p) &= -\frac{2}{\pi}\, \operatorname{arsinh}\!\left[\cot(\pi\,p)\right] \\
&= \frac{2}{\pi}\, \ln\!\left[\tan\left(\frac{\pi}{2}\,p\right)\right] \! \end{align}

arsinh est la fonction inverse sinus hyperbolique et cot est la fonction cotangente.

La loi sécante hyperbolique partage plusieurs propriétés avec la loi normale : elle est symétrique, de variance unitaire et de moyenne, médiane et mode nuls ; Sa densité est proportionnelle à sa fonction caractéristique. Cependant la loi sécante hyperbolique est leptokurtique, c'est-à-dire qu'elle possède un pic autour de sa moyenne et une longue traîne, comparée à celle de la loi normale.

Johnson et al. (1995, p. 147) donnent cette loi dans le contexte d'une classe de lois qui généralisent la loi logistique, ils utilisent cependant une paramétrisation différente de celle présentée ici.

Références[modifier | modifier le code]