特征函数 M ( i t ) M(it) M(it)是一个随机变量 X X X 的特征函数,其中 i i i 是虚数单位(即 i 2 = − 1 i^2 = -1 i2=−1), t t t 是实数。特征函数的定义如下:
M ( t ) = E ( e i t X ) M(t) = E(e^{itX}) M(t)=E(eitX)
对于任何实数 t t t,有以下关系成立:
M ( − t ) = E ( e − i t X ) M(-t) = E(e^{-itX}) M(−t)=E(e−itX)
将 t t t 替换为 − t -t −t,得到 M ( − t ) M(-t) M(−t) 的定义。现在,我们知道
e − i θ = cos ( θ ) − i sin ( θ ) e^{-i\theta} = \cos(\theta) - i\sin(\theta) e−iθ=cos(θ)−isin(θ)
因此:
M ( − t ) = E ( cos ( t X ) − i sin ( t X ) ) M(-t) = E(\cos(tX) - i\sin(tX)) M(−t)=E(cos(tX)−isin(tX))
特征函数的共轭关系是
M ( − t ) = M ( t ) ‾ M(-t) = \overline{M(t)} M(−t)=M(t)
其中上方横线表示共轭。所以:
M ( t ) ‾ = E ( cos ( t X ) + i sin ( t X ) ) \overline{M(t)} = E(\cos(tX) + i\sin(tX)) M(t)=E(cos(tX)+isin(tX))
因此, M ( i t ) M(it) M(it) 与 M ( − i t ) M(-it) M(−it) 的关系是:
M ( − i t ) = M ( i t ) ‾ M(-it) = \overline{M(it)} M(−it)=M(it)
简而言之,特征函数的负虚部与其共轭的关系。