Distribuições Laplace assimétricas deslocadas matriciais: desenvolvimento, propriedades e modelos de mistura finita

dc.contributor.advisor1Diniz, Carlos Alberto Ribeiro
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3277371897783194
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-3464-1108
dc.contributor.authorPereira, Jhonata da Silva
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/0625614568227224
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0009-0005-6498-439X
dc.contributor.refereeZeller, Camila Borelli
dc.contributor.refereeDávila, Victor Hugo Lachos
dc.contributor.refereeFilho, Marinho Gomes de Andrade
dc.contributor.refereeSilva, Paulo Henrique Ferreira da
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/6671405481844657
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/5456626204155096
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/4126245980112687
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/8538524597034643
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-1042-7425
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-7239-2459
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-7224-7585
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0001-6312-6098
dc.date.accessioned2026-10-16T18:38:43Z
dc.date.issued2026-08-25
dc.description.abstractThis thesis presents a new multivariate distribution, the multivariate shifted generalized asymmetric Laplace (SGAL) distribution, and two new matrix-variate distributions for modeling complex data exhibiting skewness and heavy tails: the matrix-variate shifted asymmetric Laplace (MVSAL) distribution and the matrix-variate shifted generalized asymmetric Laplace (MVSGAL) distribution. The proposed distributions belong to the class of normal mean-variance mixtures, resulting in a hierarchical representation that facilitates random data generation and likelihood-based inference. Several structural properties are established, including closure under linear transformations and marginalization. For the SGAL distribution, we present a finite mixture model estimated via the EM algorithm. The results, both from the simulation study and the application to real data from the Old Faithful geyser eruption, demonstrate good recovery of the location and skewness parameters, but indicate instability in the estimation of the shape and scale parameters. These results reinforce the need for more stable reparameterizations, such as fixing certain mixture parameters, in order to reduce model complexity and increase the robustness of the estimation process. This motivation led directly to the formulation of the reparameterized MVSGAL distribution for application in a finite mixture model. Within the inferential framework, ECM algorithms were developed for both the MVGAL distribution and the finite mixture model of the reparameterized MVGAL (MVSGAL-Ms). The simulation studies conducted throughout the thesis showed that the proposed algorithms are capable of adequately recovering the parameters generating the models. It was consistently observed that the quality of the estimates improves as the sample size increases. In addition, the studies showed that the MVSGAL distribution and the MVSGAL-Ms model offer high flexibility for representing data with different patterns of dependence, skewness, heterogeneity, and heavy tails. The empirical applications demonstrated the practical potential of the proposed MVSGAL distribution and MVGAL-Ms model. In the analysis of climatic data from municipalities in the state of São Paulo, they were able to identify seasonal patterns and distinct regimes, revealing interpretable structures of temporal dependence and associations among climatic variables.eng
dc.description.resumoEsta tese apresenta uma nova distribuição multivariada, distribuição Laplace assimétrica generalizada deslocada multivariada (SGAL), e duas novas distribuições matriciais para modelagem de dados complexos que exibem assimetria e caudas pesadas: a distribuição de Laplace assimétrica deslocada matricial (MVSAL) e a distribuição de Laplace assimétrica generalizada deslocada matricial (MVSGAL). As distribuições propostas pertencem à classe das misturas média-variância de normais, resultando em uma representação hierárquica que facilita a geração de dados aleatórios e a inferência baseada em verossimilhança. Diversas propriedades estruturais são estabelecidas, incluindo o fechamento sob transformações lineares e marginalização. Para a distribuição SGAL, apresentamos o modelo de mistura finita, estimados via algoritmo EM, cujos resultados, tanto no estudo de simulação quanto na aplicação a dados reais, erupção do gêiser Old Faithful, evidenciam boa recuperação dos parâmetros de locação e assimetria, mas indicam possível instabilidade na estimação dos parâmetros de forma e escala. Esses resultados reforçam a necessidade de reparametrizações mais estáveis, como a fixação de determinados parâmetros da mistura, a fim de reduzir a complexidade do modelo e aumentar a robustez do processo de estimação. Essa motivação levou diretamente à formulação reparametrizada da distribuição MVSGAL para aplicação em modelo de mistura finita. No âmbito inferencial, foram desenvolvidos algoritmos ECM tanto para a distribuição MVGAL e o modelo de mistura finita da MVGAL reparametrizada (MVSGAL-Ms). Os estudos de simulação realizados ao longo da tese mostraram que os algoritmos propostos são capazes de recuperar adequadamente os parâmetros geradores dos modelos. Observou-se de forma consistente, que a qualidade das estimativas melhora com o aumento do tamanho amostral. Além disso, os estudos mostraram que a distribuição MVSGAL e o MVSGAL-Ms, oferecem elevada flexibilidade para representar dados com diferentes padrões de dependência, assimetria, heterogeinidade e caudas pesadas. As aplicações empíricas demonstraram o potencial prático da distribuição MVSGAL e do modelo MVGAL-Ms propostos. Na análise dos dados climáticos dos municípios do estado de São Paulo, foram capaz de identificar padrões sazonais e regimes distintos, revelando estruturas interpretáveis de dependência temporal e associação entre variáveis climáticas.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationPEREIRA, Jhonata da Silva. Distribuições Laplace assimétricas deslocadas matriciais: desenvolvimento, propriedades e modelos de mistura finita. 2026. Tese (Doutorado em Estatística) – Universidade Federal de São Carlos, Campus São Carlos, 2026. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.14289/24849.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/24849
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.centerCentro de Ciências Exatas e de Tecnologia - CCET
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma Interinstitucional de Pós-Graduação em Estatística - PIPGEs
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.cam.2026.117463
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1007/s42081-026-00341-5
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.subjectAlgoritmo ECMpor
dc.subjectDistribuição matricialpor
dc.subjectDistribuição Laplace assimétrica generalizada deslocada matricialpor
dc.subjectMistura finitapor
dc.subjectDados climáticospor
dc.subjectECM algorithmeng
dc.subjectMatrix-variate distributioneng
dc.subjectMatrix-variate shifted generalized asymmetric Laplace distributioneng
dc.subjectFinite mixtureeng
dc.subjectClimatic dataeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::PROBABILIDADE E ESTATISTICA::ESTATISTICA::ANALISE MULTIVARIADA
dc.subject.ods13. Ação contra a Mudança Global do Clima
dc.titleDistribuições Laplace assimétricas deslocadas matriciais: desenvolvimento, propriedades e modelos de mistura finitapor
dc.title.alternativeMatrix variate shifted asymmetric Laplace distributions: development, properties, and finite mixture modelseng
dc.typeTese

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