<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3-mathml3.dtd">
<article xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" dtd-version="1.3" article-type="research-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Appl. Math. Stat.</journal-id>
<journal-title-group>
<journal-title>Frontiers in Applied Mathematics and Statistics</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Appl. Math. Stat.</abbrev-journal-title>
</journal-title-group>
<issn pub-type="epub">2297-4687</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fams.2025.1660916</article-id>
<article-version article-version-type="Version of Record" vocab="NISO-RP-8-2008"/>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Inference on the scale-inflated gamma distribution applied to Malaysian household income</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name><surname>Sabri</surname> <given-names>Shamsul Rijal Muhammad</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"/>
<xref ref-type="corresp" rid="c001"><sup>&#x0002A;</sup></xref>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Methodology" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/">Methodology</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Investigation" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/">Investigation</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Software" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/software/">Software</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Formal analysis" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/formal-analysis/">Formal analysis</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Visualization" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/visualization/">Visualization</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Funding acquisition" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/funding-acquisition/">Funding acquisition</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Resources" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/resources/">Resources</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Validation" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/validation/">Validation</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Project administration" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/project-administration/">Project administration</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Conceptualization" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/">Conceptualization</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Writing &#x2013; review &amp; editing" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-review-editing/">Writing &#x2013; review &#x00026; editing</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Writing &#x2013; original draft" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/">Writing &#x2013; original draft</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Supervision" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/supervision/">Supervision</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Data curation" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/data-curation/">Data curation</role>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/3158135"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>AL Hourani</surname> <given-names>Mallak Ahmad Mohammad</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"/>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Methodology" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/">Methodology</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Investigation" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/">Investigation</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Software" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/software/">Software</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Formal analysis" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/formal-analysis/">Formal analysis</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Visualization" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/visualization/">Visualization</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Funding acquisition" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/funding-acquisition/">Funding acquisition</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Resources" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/resources/">Resources</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Validation" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/validation/">Validation</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Project administration" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/project-administration/">Project administration</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Conceptualization" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/">Conceptualization</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Writing &#x2013; review &amp; editing" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-review-editing/">Writing &#x2013; review &#x00026; editing</role>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/3117266"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1"><institution>School of Mathematical Sciences, Universiti Sains Malaysia, USM</institution>, <city>Pulau Pinang</city>, <country country="my">Malaysia</country></aff>
<author-notes>
<corresp id="c001"><label>&#x0002A;</label>Correspondence: Shamsul Rijal Muhammad Sabri, <email xlink:href="mailto:rijal@usm.my">rijal@usm.my</email></corresp>
</author-notes>
<pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2025-11-06">
<day>06</day>
<month>11</month>
<year>2025</year>
</pub-date>
<pub-date publication-format="electronic" date-type="collection">
<year>2025</year>
</pub-date>
<volume>11</volume>
<elocation-id>1660916</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>07</day>
<month>07</month>
<year>2025</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>16</day>
<month>10</month>
<year>2025</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#x000A9; 2025 Sabri and AL Hourani.</copyright-statement>
<copyright-year>2025</copyright-year>
<copyright-holder>Sabri and AL Hourani</copyright-holder>
<license>
<ali:license_ref start_date="2025-11-06">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/</ali:license_ref>
<license-p>This is an open-access article distributed under the terms of the <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">Creative Commons Attribution License (CC BY)</ext-link>. The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</license-p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>Modeling income distributions is crucial for understanding inequality and providing evidence-based policy support. A key challenge, however, lies in evaluating the extent to which household income inflates over time. While income is inherently random, it exhibits a persistent upward trend, and fitting income distributions using conventional models often leads to inconsistent parameter estimates. This highlights the necessity of explicitly incorporating inflation-adjusted scaling to preserve proper statistical properties. To address this gap, we introduce the Scale-Inflated Gamma (SIG) distribution, which extends the standard Gamma distribution by including an inflation-adjusted scale parameter (&#x003B4;), thereby providing greater flexibility in capturing heterogeneous income dynamics. Standard models such as the Lognormal, Pareto, or Generalized Beta of the Second Kind (GB2) systematically underestimate upper-tail incomes and fail to capture inflation-adjusted heterogeneity across subgroups (B40, M40, T20). The SIG model, in contrast, strikes a balance between parsimony and flexibility by directly adjusting for inflationary scale shifts. For instance, while the Gamma distribution underestimates the 95th percentile by 10%&#x02013;12% in 2019, the SIG model reduces this bias to approximately 3%, accurately reflecting income dynamics across B40, M40, and T20 groups. We develop the theoretical foundations of the SIG distribution by deriving its probability density function (PDF), cumulative distribution function (CDF), and moments. Parameters are initially estimated using the method of moments and then refined through maximum likelihood estimation (MLE). To assess estimator precision, we derive the Fisher information matrix, using the inverse Hessian to approximate the variance&#x02013;covariance matrix, thus ensuring reliable inference. A Monte Carlo simulation study is conducted to evaluate the consistency and efficiency of the estimators under various sample sizes. The SIG model is subsequently applied to Malaysian Household Income Survey (HIS) data spanning the period from 2007 to 2022. Results demonstrate that the SIG distribution offers a superior fit for modeling income inequality and upper-tail behavior compared to conventional models. Overall, the study establishes the SIG distribution as a theoretically robust and policy-relevant framework for analyzing income patterns in inflation-sensitive and structurally diverse economies.</p></abstract>
<kwd-group>
<kwd>Scale-Inflated Gamma (SIG) distribution</kwd>
<kwd>income distribution</kwd>
<kwd>upper-tail modeling</kwd>
<kwd>maximum likelihood estimation</kwd>
<kwd>fisher information</kwd>
<kwd>Malaysian household income survey</kwd>
</kwd-group>
<funding-group>
<funding-statement>The author(s) declare that financial support was received for the research and/or publication of this article. The study was self-funded by the authors.</funding-statement>
</funding-group>
<counts>
<fig-count count="3"/>
<table-count count="7"/>
<equation-count count="65"/>
<ref-count count="36"/>
<page-count count="16"/>
<word-count count="10911"/>
</counts>
<custom-meta-group>
<custom-meta>
<meta-name>section-at-acceptance</meta-name>
<meta-value>Statistics and Probability</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec sec-type="intro" id="s1">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>Rising income inequality has become a critical concern in Malaysia over the past two decades, particularly as disparities between the B40, M40, and T20 groups have widened [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>]. These disparities stem not only from structural economic changes but also from persistent inflation, which erodes purchasing power unevenly across income segments [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]. Such dynamics underscore the necessity for statistical tools capable of accurately representing income distributions under inflationary pressures, especially to inform targeted policy interventions [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>].</p>
<p>Classical income distribution models, such as the Lognormal and Gamma distributions, have long been favored for their tractability in estimation and interpretation [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>]. However, they systematically underestimate upper-tail incomes and fail to accommodate inflation-adjusted shifts in the distribution. More flexible models like GB2 address some of these limitations, yet they often introduce complexity that impedes interpretability in applied policy settings [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. In light of these challenges, scale-augmented approaches that adjust for inflation and heterogeneity have garnered increasing attention [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>]. A critical gap remains in evaluating how much household income increases over time. Although income is inherently random, it exhibits a persistent upward trend, and fitting income using conventional distributions without explicitly incorporating inflationary effects often leads to inconsistent parameter estimates and biased statistical properties [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>].</p>
<p>This gap is especially evident in upper-tail modeling: while conventional models consistently underestimate high-income observations, particularly in the upper 95th percentile, the proposed SIG model captures these dynamics with substantially greater accuracy, thereby offering a more faithful representation of income inequality. To fill this gap, we propose the Scale-Inflated Gamma (SIG) distribution. By introducing an inflation-adjusted scale parameter (&#x003B4;), SIG flexibly models upper-tail behavior while preserving the familiar shape properties of the Gamma distribution. Visual evidence, via boxplots and kernel density estimates, reveals progressively heavier upper tails in Malaysian household income distributions from 2007 to 2022 (<xref ref-type="fig" rid="F1">Figures 1</xref>, <xref ref-type="fig" rid="F2">2</xref>), illustrating the inadequacy of conventional models under inflationary dynamics.</p>
<fig position="float" id="F1">
<label>Figure 1</label>
<caption><p>Boxplots of household income distributions across survey years (2007&#x02013;2022) under logarithmic scaling. The presence of extreme outliers and heavy right tails underscores the inadequacy of conventional models and justifies the use of the Scale-Inflated Gamma (SIG) distribution, which better accommodates scale shifts and tail behavior.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-11-1660916-g0001.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Boxplot illustrating household income distributions from 2007 to 2022 on a logarithmic scale under the Scale-Inflated Gamma (SIG) model. Each box represents a survey year, showing the median, quartiles, and outliers. The vertical spread depicts income variability, with progressively wider upper tails over time, visually indicating higher dispersion of incomes.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<fig position="float" id="F2">
<label>Figure 2</label>
<caption><p>Kernel density estimates of household income distributions (2007&#x02013;2022). The progressively heavier right tails over time highlight the necessity of models such as the SIG distribution, which incorporates a scale-inflation parameter to capture inflation-adjusted dynamics and upper-tail behavior.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-11-1660916-g0002.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Line graph showing kernel-density estimates of household income distributions for the years 2007 to 2022. Each colored line represents a different survey year. The curves exhibit greater density at lower income levels and gradual right-tail expansion, reflecting increased spread in higher incomes over time.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>This study applies the Scale-Inflated Gamma (SIG) distribution to Malaysian Household Income Survey (HIS) data from 2007 to 2022 to assess its performance relative to conventional alternatives. We estimate parameters via maximum likelihood estimation (MLE) and assess model fit using information criteria such as AIC and BIC. Additionally, we utilize visual tools (e.g., empirical cumulative distribution function plots, boxplots) and statistical diagnostics to validate the tail behavior modeling. The results position the SIG distribution as a theoretically grounded and practically relevant framework for analyzing income distributions under inflationary conditions, with implications for measuring inequality, monitoring subgroup dynamics, and informing policy design in Malaysia and similar economies.</p>
<p>In addition to the theoretical formulation, we conduct formal model comparisons using likelihood-based hypothesis testing and model selection metrics such as AIC and BIC. While our empirical focus centers on comparing the SIG model with the conventional Gamma distribution, we also situate our findings within the broader literature. Specifically, prior studies have shown that the Lognormal distribution tends to underestimate tail inequality [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>], and the Pareto distribution is suited only for modeling the upper tail. It lacks inflation adjustment [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>], and the GB2 distribution, though flexible, suffers from interpretability challenges in policy contexts [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. Moreover, Yu et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>] highlight the advantages of using information criteria, such as AIC and BIC, for distributional comparison, which supports our evaluation framework. Collectively, our findings confirm that the SIG model offers a statistically robust and practically relevant alternative for modeling inflation-adjusted income dynamics and inequality.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<label>2</label>
<title>General properties of the scale-inflated gamma distribution</title>
<p>This section formally introduces the Scale-Inflated Gamma (SIG) distribution by extending the conventional Gamma model to account for inflation-adjusted scaling across time. The SIG framework is governed by three primary parameters: the shape parameter &#x003B1; &#x0003E; 0, the baseline scale parameter &#x003B8; &#x0003E; 0, and the scale-inflation parameter &#x003B4; &#x0003E; &#x02212; 1. The inflation-adjusted scale parameter is denoted by &#x003B2; &#x0003D; (1 &#x0002B; &#x003B4;)<sup><italic>k</italic></sup>&#x003B8;, where <italic>k</italic> &#x02208; &#x02115; represents the number of time periods since the baseline. This formulation enables the model to dynamically adjust the scale of the income distribution over time, effectively capturing the erosion of purchasing power due to inflation. Each parameter plays a distinct role: &#x003B1; controls the skewness and dispersion of the distribution, &#x003B8; anchors the scale in the base period, and &#x003B4; modulates how the scale evolves. These structural components jointly enable the SIG distribution to model income dynamics under inflationary regimes with flexibility. The following subsections develop the full probabilistic specification of the model, including its probability density function (PDF), log-likelihood function, gradient vector, and Fisher Information Matrix.</p>
<p>Let <italic>X</italic> &#x0007E; <italic>F</italic><sub><italic>X</italic></sub>(&#x003B1;, &#x003B2;) be a random variable with mean &#x1D53C;(<italic>X</italic> &#x02223; &#x003B2;) and variance Var(<italic>X</italic> &#x02223; &#x003B2;), where &#x003B1; &#x0003E; 0 and &#x003B2; &#x0003E; 0 denote the shape and scale parameters, respectively. These parameters can be written in vector form as &#x003B5; &#x0003D; (&#x003B1;, &#x003B2;)&#x02032;, where the prime symbol (&#x02032;) denotes the transpose of a vector. Inflationary scaling is introduced through the transformation</p>
<disp-formula id="E1"><mml:math id="M1"><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>&#x02115;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>where &#x003B4; is the scale-inflation parameter and <italic>k</italic> is the number of periods. The extended parameter set is expressed as &#x003C5; &#x0003D; (&#x003B8;, &#x003B4;)&#x02032;, so that <italic>Y</italic> follows the scale-inflated distribution</p>
<disp-formula id="E2"><mml:math id="M2"><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02261;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>with &#x003B2; &#x0003D; (1 &#x0002B; &#x003B4;)<sup><italic>k</italic></sup>&#x003B8;, and the complete parameter vector is denoted as &#x003BB; &#x0003D; (&#x003B1;, &#x003B8;, &#x003B4;)&#x02032;, where the prime symbol (&#x02032;) indicates vector transposition.</p>
<p>Given the distribution functions of <italic>X</italic>, with cumulative distribution function (CDF) <italic>F</italic><sub><italic>X</italic></sub>(<italic>x</italic>; &#x003B5;) and probability density function (PDF) <italic>f</italic><sub><italic>X</italic></sub>(<italic>x</italic>; &#x003B5;), the corresponding functions for <italic>Y</italic> are written as</p>
<disp-formula id="E3"><mml:math id="M3"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02261;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02261;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E4"><mml:math id="M4"><mml:mrow><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;for&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>For the log-PDF of <italic>X</italic>, denoted ln[<italic>f</italic><sub><italic>X</italic></sub>(<italic>x</italic>; &#x003B5;)], the score functions (first derivatives) are defined as</p>
<disp-formula id="EQ5"><mml:math id="M5"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(2.1)</label></disp-formula>
<p>For a complete random sample, the unbiasedness condition holds: &#x1D53C;[<italic>g</italic><sub>&#x003B5;<sub><italic>i</italic></sub></sub>(<italic>X</italic>)] &#x0003D; 0, which follows from standard likelihood theory [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>].</p>
<p>The second derivatives (Hessian components) of the log-PDF of <italic>X</italic> are given by</p>
<disp-formula id="EQ6"><mml:math id="M6"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(2.2)</label></disp-formula>
<p>For the inflated variable <italic>Y</italic>, the log-PDF has derivatives</p>
<disp-formula id="EQ7"><mml:math id="M7"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(2.3)</label></disp-formula>
<p>and, defining <inline-formula><mml:math id="M8"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the score functions with respect to &#x003C5; &#x0003D; (&#x003B8;, &#x003B4;)&#x02032; are</p>
<disp-formula id="EQ8"><mml:math id="M9"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(2.4)</label></disp-formula>
<p>The corresponding Hessian terms are obtained as</p>
<disp-formula id="EQ9"><mml:math id="M10"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(2.5)</label></disp-formula>
<p>and for &#x003C5; &#x0003D; (&#x003B8;, &#x003B4;)&#x02032;, where the prime symbol (&#x02032;) denotes the transpose of a vector,</p>
<disp-formula id="EQ10"><mml:math id="M11"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(2.6)</label></disp-formula>
<p>Finally, since the SIG distribution involves both the shape parameter &#x003B1; and the inflation parameters &#x003C5; &#x0003D; (&#x003B8;, &#x003B4;)&#x02032;, mixed derivatives are given by</p>
<disp-formula id="EQ11"><mml:math id="M12"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(2.7)</label></disp-formula>
<p>Throughout this section, the symbols <italic>g</italic><sub>&#x003B1;</sub>, <italic>g</italic><sub>&#x003B8;</sub>, <italic>g</italic><sub>&#x003B4;</sub> are used to denote the score functions, i.e., the first-order derivatives of the log-likelihood, while <italic>h</italic><sub>&#x003B1;&#x003B8;</sub>, <italic>h</italic><sub>&#x003B8;&#x003B4;</sub> represent the corresponding Hessian components, i.e., the second-order derivatives. The sample sizes are denoted by <italic>n</italic><sub><italic>X</italic></sub> for the baseline distribution and <italic>n</italic><sub><italic>Y</italic></sub> for the inflated distribution. <xref ref-type="disp-formula" rid="EQ5">Equations 2.1</xref>&#x02013;<xref ref-type="disp-formula" rid="EQ11">2.7</xref> establish the score functions and curvature structure of the Scale-Inflated Gamma (SIG) distribution, providing the analytical foundation for maximum likelihood estimation (MLE) and asymptotic inference. These expressions enable the systematic derivation of the gradient and Hessian matrices, which in turn allow the construction of the Fisher Information Matrix (FIM). The latter forms the basis for parameter estimation, variance&#x02013;covariance analysis, and hypothesis testing within the SIG framework, and will be developed explicitly in the subsequent subsection.</p>
<sec>
<label>2.1</label>
<title>Curvature and information structure</title>
<p>By construction, the expectation of the score functions vanishes, &#x1D53C;[<italic>g</italic>(<italic>Y</italic>)] &#x0003D; 0. Hence, the expected second derivatives are summarized as</p>
<disp-formula id="EQ12"><mml:math id="M13"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(2.8)</label></disp-formula>
<disp-formula id="EQ13"><mml:math id="M14"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(2.9)</label></disp-formula>
<disp-formula id="EQ14"><mml:math id="M15"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(2.10)</label></disp-formula>
<p>These expectations capture the curvature of the log-likelihood under the Scale-Inflated Gamma (SIG) distribution, and serve as the analytical foundation for subsequent likelihood-based inference. The use of digamma and trigamma functions follows the classical treatment of special functions provided in Abramowitz and Stegun [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>].</p>
</sec>
<sec>
<label>2.2</label>
<title>Log-likelihood and gradient structure</title>
<p>Let <italic>X</italic> &#x0007E; <italic>F</italic>(&#x003B1;, &#x003B8;) and <italic>Y</italic> &#x0007E; <italic>F</italic>[&#x003B1;, &#x003B2;(&#x003C5;)], then for a sample size <italic>n</italic><sub><italic>X</italic></sub> from <italic>X</italic> and <italic>n</italic><sub><italic>Y</italic></sub> from <italic>Y</italic>, the log-likelihood function is:</p>
<disp-formula id="EQ15"><mml:math id="M16"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(2.11)</label></disp-formula>
<p>The total gradient (a 3 &#x000D7; 1 vector) from <italic>X</italic> and <italic>Y</italic> is:</p>
<disp-formula id="EQ16"><mml:math id="M17"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(2.12)</label></disp-formula>
<p>These gradient expressions highlight how information is accumulated from both baseline and inflated samples, allowing consistent parameter estimation through maximum likelihood.</p>
</sec>
<sec>
<label>2.3</label>
<title>Hessian and fisher information</title>
<p>The total Hessian matrix (3 &#x000D7; 3) is:</p>
<disp-formula id="EQ17"><mml:math id="M18"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(2.13)</label></disp-formula>
<p>The Fisher Information Matrix (FIM) plays a pivotal role in formulating the SIG distribution because it determines the variances and covariances of parameter estimates. Following Fisher [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>], the FIM is obtained using the negative expectation of the Hessian:</p>
<disp-formula id="EQ19"><mml:math id="M20"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(2.14)</label></disp-formula>
<p>This decomposition clarifies how baseline and inflated observations contribute separately to the information structure. Similar approaches have been used in the analysis of gamma-type models [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>].</p>
</sec>
<sec>
<label>2.4</label>
<title>Extension to multiple periods</title>
<p>For a system consisting of the base year dataset <italic>X</italic> and <italic>m</italic> datasets <italic>Y</italic><sub>1</sub>, &#x02026;, <italic>Y</italic><sub><italic>m</italic></sub>, the log-likelihood becomes:</p>
<disp-formula id="EQ21"><mml:math id="M22"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(2.15)</label></disp-formula>
<p>This extension generalizes the likelihood across multiple inflation-adjusted periods, which is crucial for empirical applications such as household income dynamics under inflationary regimes.</p>
<disp-formula id="EQ22"><mml:math id="M23"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(2.16)</label></disp-formula>
<p>Finally, the variance&#x02013;covariance matrix of the estimators &#x003B1;, &#x003B8;, and &#x003B4; is obtained from the inverse of the Fisher Information Matrix, ensuring asymptotic normality of the maximum likelihood estimators.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3">
<label>3</label>
<title>Gamma distribution: preliminaries and scale-inflated extension</title>
<p>Let <italic>X</italic> be Gamma distributed with shape parameter &#x003B1; and scale parameter &#x003B8;, then <italic>X</italic> has CDF denoted as</p>
<disp-formula id="E24"><mml:math id="M25"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>The PDF of <italic>X</italic> is defined as</p>
<disp-formula id="EQ25"><mml:math id="M26"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.1)</label></disp-formula>
<p>where <italic>x</italic> &#x0003E; 0. The above distribution has the mean &#x003B1;&#x003B8; and the variance &#x003B1;&#x003B8;<sup>2</sup>. Halliwell [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>] documented the properties of the Log-Gamma distribution that can lead to the derivation of the Fisher Information Matrix of this distribution.</p>
<p>By defining the log function of <italic>X</italic>, <italic>U</italic> &#x0003D; ln(<italic>X</italic>), it follows that <italic>U</italic> is well-defined only for <italic>X</italic> &#x0003E; 0, which is consistent with the support of the Gamma distribution. As documented by Halliwell [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>], we obtain the mean of <italic>U</italic> as:</p>
<disp-formula id="EQ26"><mml:math id="M27"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02261;</mml:mo><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.2)</label></disp-formula>
<p>where &#x003C8;(&#x003B1;) denotes the Digamma function.</p>
<p>Furthermore, the expected function of <italic>X</italic>ln <italic>X</italic> is equivalent to the term <italic>Ue</italic><sup><italic>U</italic></sup>, and thus we derive:</p>
<disp-formula id="EQ27"><mml:math id="M28"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02261;</mml:mo><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.3)</label></disp-formula>
<p>The log PDF of <italic>X</italic> is:</p>
<disp-formula id="EQ28"><mml:math id="M29"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.4)</label></disp-formula>
<p>The first derivatives of <xref ref-type="disp-formula" rid="EQ28">Equation 3.4</xref> are:</p>
<disp-formula id="EQ29"><mml:math id="M30"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.5)</label></disp-formula>
<disp-formula id="EQ30"><mml:math id="M31"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.6)</label></disp-formula>
<p>From <xref ref-type="disp-formula" rid="EQ26">Equation 3.2</xref>, it follows that &#x1D53C;[<italic>g</italic><sub>&#x003B1;</sub>(<italic>X</italic>)] &#x0003D; 0. Furthermore, since <italic>X</italic> has mean &#x003B1;&#x003B8;, it also holds that &#x1D53C;[<italic>g</italic><sub>&#x003B8;</sub>(<italic>X</italic>)] &#x0003D; 0.</p>
<p>We denote the Digamma function of &#x003B1; as <inline-formula><mml:math id="M32"><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. From <xref ref-type="disp-formula" rid="EQ26">Equation 3.2</xref>, it directly follows that &#x1D53C;[<italic>l</italic><sub>&#x003B1;</sub>(<italic>X</italic>)] &#x0003D; 0. Moreover, since <italic>X</italic> has mean &#x003B1;&#x003B8;, we also obtain &#x1D53C;[<italic>l</italic><sub>&#x003B8;</sub>(<italic>X</italic>)] &#x0003D; 0 as established in Casella and Berger [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>].</p>
<p>We denote the score functions with respect to the parameters &#x003B1; and &#x003B8; as <inline-formula><mml:math id="M33"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M34"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, respectively. The second derivatives of the log-PDF are given by</p>
<disp-formula id="EQ31"><mml:math id="M35"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.7)</label></disp-formula>
<disp-formula id="EQ32"><mml:math id="M36"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.8)</label></disp-formula>
<disp-formula id="EQ33"><mml:math id="M37"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.9)</label></disp-formula>
<p>Here, <inline-formula><mml:math id="M38"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denotes the Trigamma function.</p>
<p>As shown in Kleiber and Kotz [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>], the Fisher information of the Gamma distribution can be derived by evaluating the expectations of the second derivatives of the log-PDF.</p>
<disp-formula id="E34"><mml:math id="M39"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Now, let the scale parameter &#x003B2; be defined to incorporate inflationary adjustment through &#x003B4; &#x0003E; &#x02212; 1 across <italic>k</italic> &#x02208; &#x02115; periods:</p>
<disp-formula id="E36"><mml:math id="M41"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>This function is differentiable with respect to both &#x003B8; and &#x003B4;, with first derivatives</p>
<disp-formula id="E37"><mml:math id="M42"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Then, as defined earlier, if <italic>Y</italic> &#x0003D; (1 &#x0002B; &#x003B4;)<sup><italic>k</italic></sup><italic>X</italic>, then <italic>Y</italic> &#x0007E; Gamma(&#x003B1;, (1 &#x0002B; &#x003B4;)<sup><italic>k</italic></sup>&#x003B8;) and has:</p>
<disp-formula id="E38"><mml:math id="M43"><mml:mrow><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">Mean:&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">Variance:&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>These expressions follow from the properties of the Gamma distribution [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>].</p>
<p>The log PDF of <italic>Y</italic> is:</p>
<disp-formula id="EQ39"><mml:math id="M44"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.10)</label></disp-formula>
<p>And the first derivatives by &#x003B1; and &#x003B2; are:</p>
<disp-formula id="EQ40"><mml:math id="M45"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.11)</label></disp-formula>
<p>and</p>
<disp-formula id="EQ41"><mml:math id="M46"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.12)</label></disp-formula>
<p>On the other hand, the first derivatives of log<italic>Y</italic> by &#x003B8; and &#x003B4; can be simplified as,</p>
<disp-formula id="EQ42"><mml:math id="M47"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.13)</label></disp-formula>
<p>and</p>
<disp-formula id="EQ43"><mml:math id="M48"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.14)</label></disp-formula>
<p>It can also be shown that &#x1D53C;[<italic>g</italic>(<italic>Y</italic>)] &#x0003D; 0. The second derivatives of the log PDF by the parameters are determined as follows<xref ref-type="fn" rid="fn0001"><sup>1</sup></xref>:</p>
<disp-formula id="EQ44"><mml:math id="M49"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.15)</label></disp-formula>
<disp-formula id="EQ45"><mml:math id="M50"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.16)</label></disp-formula>
<disp-formula id="EQ46"><mml:math id="M51"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.17)</label></disp-formula>
<p>Similar to the conventional Gamma distribution, we may derive the following expectations [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>]:</p>
<disp-formula id="E47"><mml:math id="M52"><mml:mrow><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E48"><mml:math id="M53"><mml:mrow><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Furthermore, the expected functions of second derivatives of the log PDF of <italic>Y</italic> by &#x003B1;, &#x003B8;, and &#x003B4; are:</p>
<disp-formula id="EQ49"><mml:math id="M54"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.18)</label></disp-formula>
<disp-formula id="EQ50"><mml:math id="M55"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.19)</label></disp-formula>
<disp-formula id="EQ51"><mml:math id="M56"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.20)</label></disp-formula>
<disp-formula id="EQ52"><mml:math id="M57"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.21)</label></disp-formula>
<disp-formula id="EQ53"><mml:math id="M58"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.22)</label></disp-formula>
<p>For a system consisting of the baseline dataset <italic>X</italic>&#x0007E;Gamma(&#x003B1;, &#x003B8;), followed by <italic>m</italic> inflation-adjusted datasets defined as <inline-formula><mml:math id="M59"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <italic>j</italic> &#x0003D; 1, &#x02026;, <italic>m</italic>, the log-likelihood of the model is simplified as:</p>
<disp-formula id="EQ54"><mml:math id="M60"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.23)</label></disp-formula>
<p>The Fisher information matrix of the system is then obtained as:</p>
<disp-formula id="EQ55"><mml:math id="M61"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(3.24)</label></disp-formula>
<p>This formulation of the Fisher information matrix completes the specification of the model&#x00027;s information structure and provides the analytical basis for hypothesis testing, confidence interval construction, and reliable parameter estimation within the SIG framework.</p>
<p>The Fisher information matrix derived above not only quantifies the precision and asymptotic efficiency of the parameter estimates but also establishes the theoretical foundation for the simulation analysis presented in Section 4. Specifically, the inverse of this matrix yields the asymptotic variances of the Maximum Likelihood Estimators (MLEs), which are empirically validated in the subsequent section through Monte Carlo experiments.</p>
<p>This linkage between theory and simulation ensures that the analytical efficiency predicted by the Fisher information matrix is reflected numerically via the declining Mean Squared Error (MSE) and Root Mean Squared Error (RMSE) as sample sizes increase. Consequently, the formulation provides a coherent bridge between theoretical efficiency, derived analytically from the Fisher information, and empirical validation, demonstrated through simulation, thereby ensuring the internal consistency of the SIG model&#x00027;s inferential framework.</p>
<p>Building upon the analytical results derived in Section 3, particularly the Fisher information matrix in <xref ref-type="disp-formula" rid="EQ55">Equation 3.24</xref>, the following simulation study empirically evaluates the small-sample and asymptotic properties of the Maximum Likelihood Estimators (MLEs) for the SIG model. The Fisher information provides the theoretical reference for the expected efficiency and variability of the estimators, while the simulation quantifies these properties numerically through metrics such as MSE and RMSE. This connection ensures that the theoretical efficiency derived from the Fisher information is empirically verified via Monte Carlo experiments. Specifically, the Fisher Information Matrix obtained from the expected Hessian of the log-likelihood defines the theoretical variance&#x02013;covariance structure of the Maximum Likelihood Estimators (MLEs). It quantifies the precision and interdependence of the parameter estimates under the SIG model, consistent with the standard statistical treatment of information matrices and estimator properties discussed in Wooldridge [<xref ref-type="bibr" rid="B35">35</xref>], Greene [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>], and Casella and Berger [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]. The simulation results in Section 4 empirically verify these theoretical properties through the observed decline in MSE and RMSE, confirming the consistency and asymptotic efficiency of the estimators.</p>
</sec>
<sec id="s4">
<label>4</label>
<title>Parameter estimates and simulation study</title>
<p>The SIG distribution was selected due to its ability to capture inflation-adjusted scale effects, which conventional Gamma models fail to incorporate. The model was parameterized with initial values computed using the method of moments. This initialization process follows established Gamma variate generation techniques [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>], ensuring robustness in synthetic data simulations.</p>
<p>The performance of the SIG distribution is assessed through simulation by evaluating the precision and accuracy of the resultant estimators (&#x003B1;, &#x003B8;, &#x003B4;). Synthetic data were generated using the inverse Cumulative Distribution Function (CDF) method, and replications were conducted for each sample size to assess estimation accuracy. The random variation generation process adheres to established methods for Gamma distributions [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>].</p>
<p>Since maximum likelihood estimation (MLE) can exhibit small-sample bias, particularly for the shape parameter, bias correction techniques (e.g., resampling adjustments) were applied where necessary. Consistent with recent comparative findings on Gamma parameter estimation under irregular samples [<xref ref-type="bibr" rid="B33">33</xref>]. The true parameter vector was fixed at &#x003BB; &#x0003D; (10, 100, 0.05)&#x02032;, and the following sample sizes were considered:</p>
<disp-formula id="E56"><mml:math id="M62"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>50</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>100</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>200</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>500</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>1000</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>2000</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>5000</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>10000</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>A total of 10,000 replications were conducted for each scenario to re-estimate the parameters, thereby demonstrating the accuracy and robustness of the estimators. The evaluation employed three widely used metrics: (i) Mean Squared Error (MSE), which measures overall estimation accuracy; (ii) Root Mean Squared Error (RMSE), which provides an interpretable scale of error magnitude; and (iii) the probability of deviation <inline-formula><mml:math id="M63"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, which quantifies the likelihood of large estimation errors.</p>
<p>The simulation design thus provides a rigorous framework for evaluating estimator properties across varying sample sizes. The summary of results is presented in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>.</p>
<table-wrap position="float" id="T1">
<label>Table 1</label>
<caption><p>Performance statistics of parameter estimates for MLE of the Scale-Inflated Gamma (SIG) distribution based on 10,000 replications.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr>
<th valign="top" align="left"><bold>Sample size (<italic>n</italic><sub><italic>X</italic></sub> &#x0003D; <italic>n</italic><sub><italic>Y</italic></sub>)</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>MSE</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>RMSE</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><inline-formula><mml:math id="M64"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">50</td>
<td valign="top" align="center">212.48</td>
<td valign="top" align="center">11.7112</td>
<td valign="top" align="center">0.7354</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">100</td>
<td valign="top" align="center">108.38</td>
<td valign="top" align="center">8.3139</td>
<td valign="top" align="center">0.6229</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">200</td>
<td valign="top" align="center">53.43</td>
<td valign="top" align="center">5.8599</td>
<td valign="top" align="center">0.4994</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">500</td>
<td valign="top" align="center">21.64</td>
<td valign="top" align="center">3.7036</td>
<td valign="top" align="center">0.2794</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">1,000</td>
<td valign="top" align="center">10.97</td>
<td valign="top" align="center">2.6569</td>
<td valign="top" align="center">0.1321</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">2,000</td>
<td valign="top" align="center">5.47</td>
<td valign="top" align="center">1.8665</td>
<td valign="top" align="center">0.0313</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">5,000</td>
<td valign="top" align="center">2.16</td>
<td valign="top" align="center">1.1704</td>
<td valign="top" align="center">0.0012</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">10,000</td>
<td valign="top" align="center">1.08</td>
<td valign="top" align="center">0.8267</td>
<td valign="top" align="center">0.0000</td>
</tr></tbody>
</table>
<table-wrap-foot>
<p>MSE, Mean Squared Error; RMSE, Root Mean Squared Error; <inline-formula><mml:math id="M65"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> = probability that the estimated parameter deviates by more than 5 units from the true value.</p>
</table-wrap-foot>
</table-wrap>
<p>From <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>, it is evident that both MSE and RMSE decrease systematically with increasing sample size, confirming the consistency of the Maximum Likelihood Estimator (MLE). For small samples (<italic>n</italic><sub><italic>X</italic></sub> &#x0003D; <italic>n</italic><sub><italic>Y</italic></sub> &#x0003D; 50), the MSE is high (212.48) and the probability of large deviations <inline-formula><mml:math id="M66"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> reaches 73.54%, reflecting considerable variability in parameter estimates. As the sample size grows, estimation accuracy improves substantially; when <italic>n</italic><sub><italic>X</italic></sub> &#x0003D; <italic>n</italic><sub><italic>Y</italic></sub> &#x0003D; 10, 000, the MSE reduces to 1.08 and RMSE to 0.8267, while the probability of large deviations approaches zero.</p>
<p>These results confirm the presence of small-sample bias in the MLE but also demonstrate its asymptotic efficiency under the SIG model. Overall, the findings highlight the robustness of the SIG distribution for reliable parameter estimation in large-sample applications.</p>
<p>Most importantly, Malaysia&#x00027;s fiscal policies (tax structure, subsidies, and government transfers) have contributed significantly to poverty reduction and income redistribution [<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>]. However, Malaysia&#x00027;s income inequality (as measured by the Gini coefficient) exceeds that of many high-income countries [<xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>] despite substantial improvements in poverty alleviation and quality of life. Moreover, the OECD [<xref ref-type="bibr" rid="B24">24</xref>] subsequently published a comprehensive review of the Malaysian economy, with a specific focus on challenges to achieving high-income status while addressing income disparities.</p>
<p>These studies emphasize the need for appropriate mathematical models to capture income distributions. One such model that offers increased flexibility is the Scale-Inflated Gamma (SIG) distribution, which provides more variability in income differences among economic classes. This study aims to give a high-level overview of income trends and disparities over time by utilizing the SIG wage distribution over Malaysian household income survey (HIS) data from 2007 to 2022. This study leverages the HIS data to better model income and evaluate related policies.</p>
<p>The observed decline in both MSE and RMSE across increasing sample sizes is consistent with the theoretical expectations derived from the Fisher information matrix in <xref ref-type="disp-formula" rid="EQ55">Equation 3.24</xref>. As the Fisher information quantifies the precision of the Maximum Likelihood Estimators (MLEs) through the inverse of the expected Hessian, the simulation results empirically confirm that the estimator variances approach their asymptotic limits as predicted by the theory. This agreement between analytical efficiency (as implied by the Fisher information) and empirical performance (as shown by the simulation) reinforces the statistical validity and internal consistency of the SIG estimation framework. Accordingly, the declining estimation error with larger <italic>n</italic><sub><italic>X</italic></sub> and <italic>n</italic><sub><italic>Y</italic></sub> reflects the model&#x00027;s compliance with the Cram&#x000E9;r&#x02013;Rao lower bound, further validating the robustness of the SIG distribution in both small- and large-sample contexts.</p>
</sec>
<sec id="s5">
<label>5</label>
<title>Empirical analysis</title>
<p>The monthly household incomes are studied over the period from 2007 to 2022. The dataset of the Household Income Survey (HIS) is obtained from the Department of Statistics of Malaysia (DOSM) [<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>]. The base year of the HIS is 2007 and is denoted as the variable <italic>X</italic>. The following variables of HIS are <italic>Y</italic><sub>1</sub>, the household income in the year 2009 (HIS2009) (with <italic>k</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 2), <italic>Y</italic><sub>2</sub> (HIS2012, with <italic>k</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 5), <italic>Y</italic><sub>3</sub> (HIS2014, with <italic>k</italic><sub>3</sub> &#x0003D; 7), <italic>Y</italic><sub>4</sub> (HIS2019, with <italic>k</italic><sub>4</sub> &#x0003D; 12), and finally <italic>Y</italic><sub>5</sub> (HIS2022, with <italic>k</italic><sub>5</sub> &#x0003D; 15). The descriptive statistics of the household incomes are summarized in <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>.</p>
<table-wrap position="float" id="T2">
<label>Table 2</label>
<caption><p>Descriptive statistics of Malaysian monthly household income from 2007 to 2022 (in MYR).</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr>
<th valign="top" align="left"><bold>Year, <italic>j</italic></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Size, <italic>n</italic></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Mean</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Std. Dev</bold>.</th>
<th valign="top" align="center"><bold>Minimum</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Maximum</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">2007</td>
<td valign="top" align="center">12,136</td>
<td valign="top" align="center">3,219.28</td>
<td valign="top" align="center">3,606.86</td>
<td valign="top" align="center">59.17</td>
<td valign="top" align="center">109,036.00</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">2009 (<italic>k</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 2)</td>
<td valign="top" align="center">12,908</td>
<td valign="top" align="center">3,646.66</td>
<td valign="top" align="center">3,738.74</td>
<td valign="top" align="center">100.00</td>
<td valign="top" align="center">102,083.34</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">2012 (<italic>k</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 5)</td>
<td valign="top" align="center">13,232</td>
<td valign="top" align="center">4,480.23</td>
<td valign="top" align="center">4,842.34</td>
<td valign="top" align="center">150.00</td>
<td valign="top" align="center">105,958.34</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">2014 (<italic>k</italic><sub>3</sub> &#x0003D; 7)</td>
<td valign="top" align="center">9,824</td>
<td valign="top" align="center">5,791.18</td>
<td valign="top" align="center">6,188.35</td>
<td valign="top" align="center">258.00</td>
<td valign="top" align="center">186,892.00</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">2019 (<italic>k</italic><sub>4</sub> &#x0003D; 12)</td>
<td valign="top" align="center">24,871</td>
<td valign="top" align="center">6,979.51</td>
<td valign="top" align="center">9,472.47</td>
<td valign="top" align="center">318.21</td>
<td valign="top" align="center">882,163.81</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">2022 (<italic>k</italic><sub>5</sub> &#x0003D; 15)</td>
<td valign="top" align="center">26,226</td>
<td valign="top" align="center">7,549.89</td>
<td valign="top" align="center">7,632.39</td>
<td valign="top" align="center">451.17</td>
<td valign="top" align="center">303,150.66</td>
</tr></tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>The descriptive statistics in <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref> highlight two important features of the Malaysian household income data: steady growth in mean income over time and disproportionately large maximum values in every survey year. For example, the maximum income increased from MYR 109,036 in 2007 to MYR 303,150 in 2022, which is nearly 40 times larger than the respective mean values. Such extreme observations indicate large variability at the upper end of the distribution, a characteristic that conventional models such as the standard Gamma often fail to capture adequately. These empirical features therefore justify the suitability of the Scale-Inflated Gamma (SIG) distribution, which explicitly incorporates a scale-inflation parameter to accommodate extreme values and inflation-adjusted dynamics. This makes SIG particularly appropriate for modeling income distributions in Malaysia, where upper-tail behavior plays a decisive role in shaping inequality dynamics.</p>
<p>These empirical results complement the simulation findings in Section 4, where the precision and consistency of the Maximum Likelihood Estimators (MLEs) were theoretically established via the Fisher information matrix (<xref ref-type="disp-formula" rid="EQ55">Equation 3.24</xref>) and empirically validated through declining MSE and RMSE values.</p>
<p>The observed expansion of upper-tail incomes in <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref> and <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref> is consistent with the scale-inflation mechanism of the SIG model, which mathematically adjusts the scale parameter &#x003B8; by the inflation factor (1 &#x0002B; &#x003B4;)<sup><italic>k</italic></sup>.</p>
<p>This alignment between theoretical efficiency, simulation-based validation, and real income behavior demonstrates the robustness of the SIG framework in capturing both inflation-adjusted and distributional heterogeneity across years. Empirically, this is in line with findings reported by works of Kleiber and Kotz [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>], Cowell [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>], and Majid et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>], who emphasized the importance of flexible parametric structures capable of representing upper-income dispersion under inflationary and policy-driven shifts.</p>
<p>The evidence from <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref> highlights two critical features of Malaysian household income distributions from 2007 to 2022: a steady upward trend in mean income and the persistence of extreme maximum values across survey years. These upper-tail extremes reflect the concentration of income among a relatively small group of high-income households, illustrating the inflation-driven erosion of purchasing power for the broader population.</p>
<p>Conventional models such as the standard Gamma distributions often fail to accommodate these dynamics, leading to biased assessments of inequality [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. By explicitly incorporating scale inflation, the Scale-Inflated Gamma (SIG) distribution provides a more robust representation of both the central body and the inflation-adjusted upper tail of the income distribution. This makes the SIG particularly suitable for analyzing income heterogeneity and evaluating inequality-related policy impacts in Malaysia [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>].</p>
<p>These empirical findings align with broader evidence that effective inequality analysis requires models capable of capturing not only central tendencies but also the dynamic behavior of extreme values [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>]. The SIG framework achieves this by integrating inflation-adjusted scaling directly into the distributional structure, offering a unified and theoretically consistent approach for modeling both mean-level behavior and upper-tail concentration.</p>
<p>Furthermore, the analytical tractability of the SIG model is supported by its foundation on special functions such as the digamma and trigamma [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>], which facilitate the derivation of maximum likelihood estimates and the computation of standard errors via the Fisher information matrix. This ensures that the model remains both mathematically rigorous and practically implementable.</p>
<p>Finally, these findings are consistent with the empirical evidence reported by Majid et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>], who analyzed Malaysian income distributions using the Three-Part Composite Pareto (3PCP) model and found similar upper-tail concentration across survey years. However, while the 3PCP approach decomposes the population into discrete income segments, the present study employs the Scale-Inflated Gamma (SIG) distribution to capture comparable upper-tail dynamics through a continuous inflation-adjusted scale parameter &#x003B4;. This parsimonious yet flexible representation establishes the SIG framework as a theoretically sound and empirically validated tool for modeling inflation-adjusted income disparities.</p>
<p>The kernel density plots in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>, constructed using nonparametric estimation methods [<xref ref-type="bibr" rid="B26">26</xref>], reveal a consistent rightward shift of the household income distribution in Malaysia over 2007&#x02013;2022, with the upper tails showing a pronounced extension. This trend reflects the disproportionate growth in high-income households relative to the majority of the population and illustrates how inflation and structural economic shifts have amplified income disparities across the B40, M40, and T20 groups [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>].</p>
<p>These pronounced right-tail extensions underscore a critical gap in conventional modeling: standard distributions such as the Lognormal and Gamma systematically underestimate the dynamics of the upper tail, leading to biased measures of inequality and obscuring the full extent of income polarization. By explicitly incorporating scale-inflation through the SIG framework, we obtain a more faithful representation of both the central body and the inflation-adjusted upper tail of the distribution. This adjustment is particularly relevant in the Malaysian context, where persistent inflation has eroded purchasing power unevenly, disproportionately affecting lower-income groups while accentuating top-income concentration [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>].</p>
<p>Thus, the SIG model not only provides a statistically robust fit to the empirical income distributions but also addresses the policy-relevant challenge of accurately capturing inflation-adjusted inequality dynamics. This integration strengthens the case for adopting the SIG distribution as a practical tool for analyzing household income data in Malaysia, with implications for inequality monitoring and targeted policy design. For the Scale-Inflated Gamma distribution, <xref ref-type="disp-formula" rid="EQ54">Equation 3.23</xref> is utilized to calculate the log-likelihood. The parameters are estimated by maximizing <xref ref-type="disp-formula" rid="EQ54">Equation 3.23</xref>. After estimating the parameter vector &#x003BB; &#x0003D; (&#x003B1;, &#x003B8;, &#x003B4;)&#x02032;, where the prime symbol (&#x02032;) denotes the transpose of a vector, these estimates are substituted into <xref ref-type="disp-formula" rid="EQ55">Equation 3.24</xref> to compute Fisher&#x00027;s Information Matrix. The variance&#x02013;covariance matrix is then obtained from the inverse of Fisher&#x00027;s Information Matrix, enabling inference on the model parameters and hypothesis testing.</p>
<p>In this analysis, we compare the Scale-Inflated Gamma (SIG) model with the conventional Gamma distributions fitted to each yearly HIS dataset separately. Under the null hypothesis <italic>H</italic><sub>0</sub>, the data are assumed to follow the SIG distribution with parameters (&#x003B1;, &#x003B8;, &#x003B4;), capturing both the baseline scale and the inflation-adjusted component. Under the alternative hypothesis <italic>H</italic><sub>1</sub>, each survey year is modeled independently by a Gamma distribution with parameters (&#x003B1;<sub><italic>j</italic></sub>, &#x003B8;<sub><italic>j</italic></sub>), without the inflation term &#x003B4;. Hence, under <italic>H</italic><sub>0</sub> the number of free parameters is 3, whereas under <italic>H</italic><sub>1</sub>, with six survey years, the number of free parameters is 12.</p>
<p>While the SIG model shares conceptual similarities with heavy&#x02013;tailed families such as the GB2 and composite Pareto distributions in representing upper&#x02013;income concentration, its primary focus lies in modeling inflation&#x02013;adjusted scale dynamics through a continuous scaling mechanism. Rather than competing with heavy&#x02013;tailed approaches, the SIG framework offers a complementary perspective by emphasizing the role of inflationary scale shifts in shaping income dispersion. This aligns with previous studies such as Majid et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>], who employed Pareto&#x02013;type heavy&#x02013;tailed models to characterize upper&#x02013;income behavior in Malaysia.</p>
<p>Owing to its analytical tractability with closed&#x02013;form likelihood and Fisher information expressions, the SIG model remains particularly suitable for inferential and policy&#x02013;driven applications. Future research may further extend this framework to formally compare its inflation&#x02013;adjusted scaling properties with classical heavy&#x02013;tailed models such as GB2 and Pareto, thereby providing a clearer understanding of how inflationary adjustments interact with upper&#x02013;tail dynamics in income distributions.</p>
<p>Thus, this connection establishes the empirical foundation for the subsequent comparison of model fit statistics in <xref ref-type="table" rid="T3">Table 3</xref>.</p>
<table-wrap position="float" id="T3">
<label>Table 3</label>
<caption><p>Statistical results of Gamma distributions: scale-inflated model vs. conventional models.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr>
<th valign="top" align="left"><bold>Statistics/ parameters</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>H</italic><sub>0</sub>: 2007&#x02013;2022</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>H</italic><sub>1</sub>: 2007</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>H</italic><sub>1</sub>: 2009</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>H</italic><sub>1</sub>: 2012</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>H</italic><sub>1</sub>: 2014</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>H</italic><sub>1</sub>: 2019</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>H</italic><sub>1</sub>: 2022</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">Size, <italic>n</italic></td>
<td valign="top" align="center">99,197</td>
<td valign="top" align="center">12,136</td>
<td valign="top" align="center">12,908</td>
<td valign="top" align="center">13,232</td>
<td valign="top" align="center">9,824</td>
<td valign="top" align="center">24,871</td>
<td valign="top" align="center">26,226</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B1;</td>
<td valign="top" align="center">1.81313 (0.00754)</td>
<td valign="top" align="center">1.63188 (0.01919)</td>
<td valign="top" align="center">1.53562 (0.01743)</td>
<td valign="top" align="center">1.66373 (0.01876)</td>
<td valign="top" align="center">1.74122 (0.02286)</td>
<td valign="top" align="center">1.94301 (0.01615)</td>
<td valign="top" align="center">1.79906 (0.01449)</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B8;</td>
<td valign="top" align="center">1,860.05 (11.04)</td>
<td valign="top" align="center">1,972.74 (27.10)</td>
<td valign="top" align="center">2,458.56 (32.92)</td>
<td valign="top" align="center">2,692.89 (35.38)</td>
<td valign="top" align="center">3,381.42 (51.38)</td>
<td valign="top" align="center">3,597.33 (34.09)</td>
<td valign="top" align="center">4,332.95 (40.20)</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B4;</td>
<td valign="top" align="center">0.05905 (0.00045)</td>
<td valign="top" align="center" colspan="6">NIL</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Log-likelihood</td>
<td valign="top" align="center">&#x02013;945,126.4</td>
<td valign="top" align="center">&#x02013;109,396.4</td>
<td valign="top" align="center">&#x02013;117,909.2</td>
<td valign="top" align="center">&#x02013;123,589.5</td>
<td valign="top" align="center">&#x02013;94,052.14</td>
<td valign="top" align="center">&#x02013;242,336.1</td>
<td valign="top" align="center">&#x02013;257,484.6</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Total log-likelihood</td>
<td valign="top" align="center" colspan="7">&#x02013;944,767.9</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">AIC</td>
<td valign="top" align="center">1,890,258.8</td>
<td valign="top" align="center" colspan="6">1,889,559.8</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">BIC</td>
<td valign="top" align="center">1,890,390.9</td>
<td valign="top" align="center" colspan="6">1,889,673.9</td>
</tr></tbody>
</table>
<table-wrap-foot>
<p>Values in parentheses denote standard errors; NIL indicates parameters not estimated. Under <italic>H</italic><sub>0</sub>, pooled SIG parameters (&#x003B1;, &#x003B8;, &#x003B4;) are estimated, while under <italic>H</italic><sub>1</sub>, year-specific Gamma parameters (&#x003B1;<sub><italic>j</italic></sub>, &#x003B8;<sub><italic>j</italic></sub>) are fitted without &#x003B4; for AIC and BIC comparison.</p>
</table-wrap-foot>
</table-wrap>
<p><xref ref-type="table" rid="T3">Table 3</xref> summarizes the parameter estimates and the model selection statistics under both hypotheses. The scale parameter &#x003B8;, representing the income level, is initially estimated at 1,860.05 and increases annually by 5.905% under <italic>H</italic><sub>0</sub>. Under <italic>H</italic><sub>1</sub>, income also shows a rising trend, ranging from 1,972.74 in 2007 to 4,332.95 in 2022, consistent with Malaysia&#x00027;s economic expansion. The inflation parameter &#x003B4;, estimated at 0.05905 under <italic>H</italic><sub>0</sub>, is statistically significant (<italic>p</italic> &#x0003C; 0.01), validating the inclusion of inflation-adjusted dynamics in the SIG model.</p>
<p>Under <italic>H</italic><sub>1</sub>, the inclusion of the inflation-adjusted dynamics through the <italic>d</italic> parameter allows the model to capture both baseline scale and upper-tail inflation effects. This feature provides robustness in the presence of outlier income values, consistent with comparative studies on Gamma parameter estimation methods under outlier conditions [<xref ref-type="bibr" rid="B33">33</xref>]. Under <italic>H</italic><sub>1</sub>, &#x003B4; is excluded, implying that the year-specific Gamma models capture only (&#x003B1;<sub><italic>j</italic></sub>, &#x003B8;<sub><italic>j</italic></sub>) for each year. The pooled estimate of &#x003B1; under <italic>H</italic><sub>0</sub> is 1.81313 (statistically significant at <italic>p</italic> &#x0003C; 0.01), while the year-specific estimates vary, e.g., declining to &#x003B1; &#x0003D; 1.53562 in 2012 and &#x003B1; &#x0003D; 1.79906 in 2022, reflecting heterogeneity in income dispersion. The steady growth in &#x003B8; across years highlights increasing mean household incomes and variances, but the pooled SIG model parsimoniously captures this trend through the &#x003B4; adjustment.</p>
<p>The models are further evaluated using the Akaike Information Criterion (AIC) and the Bayesian Information Criterion (BIC). Estimation of parameters under both hypotheses H<sub>0</sub> and H<sub>1</sub> was performed using the Maximum Likelihood Estimation (MLE) method, which ensures consistent parameter estimates even under asymmetric or non-normal data conditions [<xref ref-type="bibr" rid="B32">32</xref>]:</p>
<disp-formula id="E57"><mml:math id="M67"><mml:mrow><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">AIC</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">BIC</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>where <italic>p</italic> is the number of estimated parameters, &#x02113; is the log-likelihood, and <italic>n</italic> is the sample size. Lower values indicate better model fit, consistent with the multimodel inference framework proposed by Burnham and Anderson [<xref ref-type="bibr" rid="B34">34</xref>].</p>
<p>Although the year-specific Gamma models yield marginally lower AIC and BIC values, the pooled SIG model remains advantageous because it captures the inflation-adjusted dynamics of household income across time within a unified parametric structure [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. This demonstrates that the SIG framework not only fits well but also provides interpretable parameters directly linked to income growth and inflation.</p>
</sec>
<sec id="s6">
<label>6</label>
<title>Income classification in gamma distribution</title>
<p>In the study of household income distribution, classifying income groups is a crucial step for effectively analyzing economic disparities. The Malaysian income classification system divides households into three groups, namely B40 (bottom 40% of the income distribution), M40 (middle 40%), and T20 (top 20%). Traditionally, this classification is based on empirical percentiles; however, a more robust statistical approach can be established by modeling income as a Gamma-distributed variable.</p>
<sec>
<label>6.1</label>
<title>Conditional expectations and variances of income classes</title>
<p>We first determine the interval classes so that the conditional means and variances can be derived. Specifically, the B40 class is bounded between 0 and <italic>b</italic>; the M40 class between <italic>b</italic> and <italic>c</italic>; and the T20 class above <italic>c</italic>. Hence, for <italic>X</italic>&#x0007E;&#x00393;(&#x003B1;, &#x003B2;), the values of <italic>b</italic> and <italic>c</italic> are determined as:</p>
<disp-formula id="E58"><mml:math id="M68"><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>To characterize income groups further, we use the conditional expectations and variances of income within each class. A key tool for this computation is the limited expected value function, as discussed by Klugman et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>]. This function is defined as:</p>
<disp-formula id="E59"><mml:math id="M69"><mml:mrow><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02227;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>where <italic>S</italic><sub><italic>X</italic></sub>(<italic>u</italic>) &#x0003D; 1 &#x02212; <italic>F</italic><sub><italic>X</italic></sub>(<italic>u</italic>) is the survival function. Thus, for <italic>X</italic> &#x0007E; &#x00393;(&#x003B1;, &#x003B8;),</p>
<p>This formulation provides a unifying framework for deriving truncated and conditional moments under parametric income distributions, allowing the decomposition of total income variability into within- and between-group components [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. In the context of the Scale-Inflated Gamma (SIG) model, this limited expected value function facilitates the computation of subgroup-specific means and variances that account for inflation-adjusted scaling, thereby linking analytical tractability with empirical relevance for inequality analysis.</p>
<disp-formula id="EQ60"><mml:math id="M70"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02227;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(6.1)</label></disp-formula>
<p>and for <italic>Y</italic> &#x0007E; &#x00393;(&#x003B1;, &#x003B2;), where &#x003B2; &#x0003D; (1 &#x0002B; &#x003B4;)<sup><italic>k</italic></sup>&#x003B8;,</p>
<disp-formula id="EQ61"><mml:math id="M71"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>&#x02227;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math><label>(6.2)</label></disp-formula>
<p>where &#x003B2; &#x0003D; (1 &#x0002B; &#x003B4;)<sup><italic>k</italic></sup>&#x003B8;, and &#x00393;(<italic>u</italic>; &#x003B1;, &#x003B8;) denotes the incomplete Gamma function as defined in the statistical literature.</p>
<p>In practical applications, this formulation enables researchers to compute expected income levels or truncated moments conditional on policy-relevant thresholds such as poverty lines or income quantiles. Within the Scale-Inflated Gamma (SIG) framework, it further allows the evaluation of inflation-adjusted shifts in conditional means and variances across time, providing a dynamic perspective on income progression and inequality persistence [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>].</p>
<p>Based on these functions, the general conditional moments for the income classes are defined as follows:</p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p><bold>B40 class:</bold>
<disp-formula id="E62"><mml:math id="M72"><mml:mrow><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p></list-item>
<list-item><p><bold>M40 class:</bold>
<disp-formula id="E63"><mml:math id="M73"><mml:mrow><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p></list-item>
<list-item><p><bold>T20 class:</bold>
<disp-formula id="E64"><mml:math id="M74"><mml:mrow><mml:mo>&#x1D53C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p></list-item>
</list>
<p>Due to the complexity of deriving higher-order conditional moments, we restrict the analysis to the first two moments (<italic>r</italic> &#x0003D; 1, 2), which capture the mean and variance of income within each group. <xref ref-type="table" rid="T5">Table 5</xref> summarizes these moment formulas. Using <xref ref-type="disp-formula" rid="EQ60">Equations 6.1</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="EQ61">6.2</xref>, <xref ref-type="table" rid="T5">Table 5</xref> provides the conditional moments for <italic>X</italic> &#x0007E; &#x00393;(&#x003B1;, &#x003B8;) and <italic>Y</italic> &#x0007E; &#x00393;(&#x003B1;, &#x003B2;), evaluated across <italic>k</italic> years.</p>
<p>This framework provides a principled statistical basis for analyzing the dynamics of B40, M40, and T20 groups, moving beyond simple empirical cutoffs [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B28">28</xref>]. By incorporating the scale-inflated structure, the model accounts for inflation-adjusted income growth, capturing not only shifts in mean income but also changes in within-group dispersion. This aspect is significant for policy debates in Malaysia, where rising inequality and inflation dynamics have direct implications for welfare planning and redistribution policies [<xref ref-type="bibr" rid="B36">36</xref>].</p>
<p>As illustrated in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>, the trajectories of mean income growth differ substantially across the B40, M40, and T20 groups during the 2007&#x02013;2022 period. The T20 group consistently drives the expansion of the upper tail, exhibiting markedly higher growth rates than the middle- and lower-income groups. This persistent divergence highlights the central role of top-income households in shaping long-run inequality dynamics, in line with the observations of Atkinson [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>] and Cowell and Flachaire [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>].</p>
<fig position="float" id="F3">
<label>Figure 3</label>
<caption><p>Evolution of mean household income by population group (B40, M40, T20), based on SIG model estimates. The figure illustrates widening disparities between groups, with the T20 consistently driving the heavy right tail of the distribution.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-11-1660916-g0003.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Line chart showing the evolution of mean monthly household income (MYR) for population groups B40, M40, and T20 from 2007 to 2022. Each group is represented by a distinct colored line. The T20 group shows the steepest increase, followed by M40 and B40, illustrating widening income gaps across the survey period.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>More importantly, <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref> reveals that income growth within the T20 group not only accelerates disproportionately but also widens the gap with the B40 and M40 groups over time. This widening disparity reflects the broader Malaysian economic context, where strong aggregate growth has often been accompanied by persistent distributional imbalances [<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B29">29</xref>]. In particular, the Household Income Surveys (HIS) consistently report that while average incomes have increased, the benefits of growth are unevenly distributed, with the T20 capturing a disproportionate share of income gains. Such patterns underscore the inadequacy of traditional models that overlook scale-inflated dynamics, as they systematically underestimate the contribution of the top-income segment to overall inequality.</p>
<p>This pattern mirrors Malaysia&#x00027;s post-2010 economic experience, where sustained growth in urban high-income households coincided with slower income mobility among lower-income groups, as documented in national HIS reports [<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B30">30</xref>]. Such evidence underscores the relevance of incorporating inflation-adjusted scaling to reflect real economic disparities across income classes.</p>
<p>By explicitly incorporating scale inflation, the SIG framework offers a practical statistical tool for examining how inflation-adjusted income growth and upper-tail expansion interact over time, particularly in the Malaysian context, where such dynamics shape long-term inequality patterns. This makes the model especially relevant for evaluating fiscal redistribution mechanisms, such as subsidies, taxation, and targeted transfers, which are frequently employed by the Malaysian government to reduce inequality [<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B24">24</xref>].</p>
<p>Unlike conventional percentile-based cutoffs, which lack adjustments for inflationary pressures, the Scale-Inflated Gamma (SIG) model introduces a flexible parametric structure that simultaneously characterizes income growth, inequality, and inflation-adjusted dynamics. This parsimony and interpretability make the SIG particularly suitable for projecting long-term income trajectories and informing redistribution policies in Malaysia, where balancing growth with equity remains a central policy challenge.</p>
<p><xref ref-type="table" rid="T4">Table 4</xref> presents the general, distribution-free conditional moments of income for the B40, M40, and T20 groups. These expressions allow for flexible computation of conditional means and variances across income brackets without assuming a specific parametric form. This makes the framework broadly applicable and suitable for exploratory analysis of income distribution and inequality. To maintain consistency in notation, the operators <italic>X</italic>&#x02227;<italic>u</italic> &#x0003D; min(<italic>X, u</italic>) and <italic>X</italic>&#x02228;<italic>u</italic> &#x0003D; max(<italic>X, u</italic>) are employed to denote the lower and upper truncation limits in the conditional moment formulations. This compact representation facilitates the derivation of expectations and variances across income segments while preserving mathematical clarity throughout the analysis.</p>
<table-wrap position="float" id="T4">
<label>Table 4</label>
<caption><p>General conditional moments of income distributions for B40, M40, and T20 groups.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr>
<th valign="top" align="left"><bold>Group</bold></th>
<th valign="top" align="left"><bold>Conditional moments</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">B40</td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M75"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02227;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, <break/><inline-formula><mml:math id="M76"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02227;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">M40</td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M77"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02227;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02227;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>,</td>
</tr>
 <tr>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M78"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02227;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02227;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">T20</td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M79"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02227;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <break/><inline-formula><mml:math id="M80"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02227;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr></tbody>
</table>
<table-wrap-foot>
<p><italic>F</italic><sub><italic>X</italic></sub>(&#x000B7;) denotes the cumulative distribution function, <italic>S</italic><sub><italic>X</italic></sub>(&#x000B7;) the survival function, and <italic>b, c</italic> the income thresholds defining B40, M40, and T20 groups.</p>
</table-wrap-foot>
</table-wrap>
<p>In practical applications, these formulas were specialized to parametric distributions, including standard Gamma and the Scale-Inflated Gamma (SIG). The SIG distribution demonstrated several advantages: it consistently captured both central tendency and upper-tail behavior more accurately than classical distributions, owing to its scale-inflation parameter &#x003B4;. This parameter allows for better representation of high-income households, which traditional standard Gamma distributions often underestimate.</p>
<p>The distribution-free conditional moments reported in <xref ref-type="table" rid="T4">Table 4</xref> also serve as a fundamental analytical tool for inequality research. Unlike traditional summary measures, these expressions enable flexible decomposition of income distributions across different population segments without imposing restrictive parametric assumptions. This generality provides a robust baseline for subsequent specialization to parametric families, thereby bridging purely theoretical formulations with empirical applications [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>].</p>
<p>A key advantage of these conditional moments is their ability to highlight the heterogeneity of income dispersion across lower-, middle-, and upper-income brackets. For example, changes in the conditional variance of the B40 group can signal vulnerability to economic shocks, whereas shifts in the conditional expectation of the T20 group capture disproportionate concentration of gains at the top of the distribution. Such insights are crucial for understanding the persistence of inequality dynamics and align with the broader literature emphasizing the role of distributional decomposition in welfare analysis [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>].</p>
<p>A notable strength of the general conditional moment framework is that it can, in principle, be applied to other parametric distributions. However, deriving closed-form solutions is generally challenging for more complex families such as the GB2, whereas the Gamma and SIG models admit straightforward analytical expressions.</p>
<p>Overall, the SIG model provides a robust and analytically tractable framework for studying income inequality. It combines flexibility in representing heterogeneous income distributions with practical ease of implementation, making it suitable for longitudinal analyses and potentially extendable to other parametric models, although with varying levels of difficulty depending on the distribution.</p>
<p>Having established the general, distribution-free framework of conditional moments, it becomes essential to operationalize these expressions within a specific parametric family. Among the available candidates, the Gamma distribution provides an analytically convenient and widely applied baseline in income distribution analysis [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. Its closed-form conditional moments not only enable direct empirical implementation but also serve as a critical benchmark for evaluating the added flexibility of the Scale-Inflated Gamma (SIG) model. Accordingly, <xref ref-type="table" rid="T5">Table 5</xref> reports the conditional means and variances of income across B40, M40, and T20 groups under the Gamma specification, thereby establishing a structured reference point for the subsequent comparative analysis.</p>
<table-wrap position="float" id="T5">
<label>Table 5</label>
<caption><p>Conditional moments of Gamma distributions for B40, M40, and T20 groups.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr>
<th valign="top" align="left"><bold>Group</bold></th>
<th valign="top" align="left"><bold>Conditional moments</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">B40</td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M81"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, <break/><inline-formula><mml:math id="M82"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
 <tr>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M83"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, <break/><inline-formula><mml:math id="M84"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="4">M40</td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M85"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
 <tr>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M86"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
 <tr>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M87"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
 <tr>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M88"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">T20</td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M89"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, <break/><inline-formula><mml:math id="M90"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
 <tr>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M91"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, <break/><inline-formula><mml:math id="M92"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></td>
</tr></tbody>
</table>
<table-wrap-foot>
<p>&#x00393;(&#x000B7;;&#x003B1;, &#x003B8;) denotes the incomplete Gamma function. &#x003B1; is the shape parameter, &#x003B8; and &#x003B2; are scale parameters with &#x003B2; &#x0003D; (1&#x0002B;&#x003B4;)<sup><italic>k</italic></sup>&#x003B8;.</p>
</table-wrap-foot>
</table-wrap>
<p><xref ref-type="table" rid="T5">Table 5</xref> reports the conditional means and variances of income for the B40, M40, and T20 groups under the Gamma specification. These results extend the general formulas in <xref ref-type="table" rid="T4">Table 4</xref> by providing distribution-specific expressions that can be directly applied in empirical settings. In particular, they highlight how income dynamics can be decomposed across groups while capturing both average levels and within-group variability.</p>
<p>Importantly, these conditional moments under the Gamma framework serve as a tractable baseline against which the Scale-Inflated Gamma (SIG) model can be evaluated. By establishing closed-form results for the standard Gamma, <xref ref-type="table" rid="T5">Table 5</xref> provides the necessary reference point for interpreting the SIG-based estimates presented in <xref ref-type="table" rid="T6">Table 6</xref>. This transition links the theoretical derivations to the empirical analysis of Malaysian income data, ensuring that the subsequent estimation of SIG parameters is grounded in a clear comparative framework.</p>
<table-wrap position="float" id="T6">
<label>Table 6</label>
<caption><p>Malaysian group monthly household income indicators based on Scale-Inflated Gamma distributions.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr>
<th valign="top" align="left"><bold>Years</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>2007, <italic>Y</italic><sub>0</sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>2009, <italic>Y</italic><sub>1</sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>2012, <italic>Y</italic><sub>2</sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>2014, <italic>Y</italic><sub>3</sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>2019, <italic>Y</italic><sub>4</sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>2022, <italic>Y</italic><sub>5</sub></bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B1;</td>
<td valign="top" align="center">1.8131</td>
<td valign="top" align="center">1.8131</td>
<td valign="top" align="center">1.8131</td>
<td valign="top" align="center">1.8131</td>
<td valign="top" align="center">1.8131</td>
<td valign="top" align="center">1.8131</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M93"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center">1,860.05<sup>&#x0002A;</sup></td>
<td valign="top" align="center">2,086.21</td>
<td valign="top" align="center">2,478.03</td>
<td valign="top" align="center">2,779.33</td>
<td valign="top" align="center">3,702.73</td>
<td valign="top" align="center">4,398.17</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Mean</td>
<td valign="top" align="center">3,373</td>
<td valign="top" align="center">3,783</td>
<td valign="top" align="center">4,493</td>
<td valign="top" align="center">5,039</td>
<td valign="top" align="center">6,714</td>
<td valign="top" align="center">7,974</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Variance</td>
<td valign="top" align="center">6,273,042</td>
<td valign="top" align="center">7,891,218</td>
<td valign="top" align="center">11,133,785</td>
<td valign="top" align="center">14,005,825</td>
<td valign="top" align="center">24,858,409</td>
<td valign="top" align="center">35,072,936</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>b</italic></td>
<td valign="top" align="center">2,250</td>
<td valign="top" align="center">2,524</td>
<td valign="top" align="center">2,998</td>
<td valign="top" align="center">3,363</td>
<td valign="top" align="center">4,480</td>
<td valign="top" align="center">5,321</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>c</italic></td>
<td valign="top" align="center">5,107</td>
<td valign="top" align="center">5,728</td>
<td valign="top" align="center">6,804</td>
<td valign="top" align="center">7,632</td>
<td valign="top" align="center">10,167</td>
<td valign="top" align="center">12,077</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x1D53C;[<italic>X</italic>&#x02223;<italic>B</italic>40]</td>
<td valign="top" align="center">1,277</td>
<td valign="top" align="center">1,432</td>
<td valign="top" align="center">1,701</td>
<td valign="top" align="center">1,908</td>
<td valign="top" align="center">2,542</td>
<td valign="top" align="center">3,020</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x1D53C;[<italic>X</italic>&#x02223;<italic>M</italic>40]</td>
<td valign="top" align="center">3,475</td>
<td valign="top" align="center">3,897</td>
<td valign="top" align="center">4,629</td>
<td valign="top" align="center">5,192</td>
<td valign="top" align="center">6,917</td>
<td valign="top" align="center">8,216</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x1D53C;[<italic>X</italic>&#x02223;<italic>T</italic>20]</td>
<td valign="top" align="center">7,359</td>
<td valign="top" align="center">8,254</td>
<td valign="top" align="center">9,804</td>
<td valign="top" align="center">10,996</td>
<td valign="top" align="center">14,649</td>
<td valign="top" align="center">17,401</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Var[<italic>X</italic>&#x02223;<italic>B</italic>40]</td>
<td valign="top" align="center">335,988</td>
<td valign="top" align="center">422,658</td>
<td valign="top" align="center">596,332</td>
<td valign="top" align="center">750,160</td>
<td valign="top" align="center">1,331,430</td>
<td valign="top" align="center">1,878,526</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Var[<italic>X</italic>&#x02223;<italic>M</italic>40]</td>
<td valign="top" align="center">643,476</td>
<td valign="top" align="center">809,465</td>
<td valign="top" align="center">1,142,081</td>
<td valign="top" align="center">1,436,689</td>
<td valign="top" align="center">2,549,926</td>
<td valign="top" align="center">3,597,712</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Var[<italic>X</italic>&#x02223;<italic>T</italic>20]</td>
<td valign="top" align="center">4,712,542</td>
<td valign="top" align="center">5,928,176</td>
<td valign="top" align="center">8,364,113</td>
<td valign="top" align="center">10,521,696</td>
<td valign="top" align="center">18,674,560</td>
<td valign="top" align="center">26,348,092</td>
</tr></tbody>
</table>
<table-wrap-foot>
<p>In 2007 (<italic>Y</italic><sub>0</sub>), which serves as the base year, the inflation-adjusted scale parameter reduces to the baseline scale &#x003B8;. Accordingly, &#x003B2; &#x0003D; &#x003B8; in this case and is marked with an asterisk (*). For subsequent years <italic>Y</italic><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>t</italic> &#x02265; 1, &#x003B2; incorporates inflation adjustment through <inline-formula><mml:math id="M94"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>.</p>
</table-wrap-foot>
</table-wrap>
<sec>
<label>6.1.1</label>
<title>Policy implications</title>
<p>Compared to traditional fixed-threshold methods, the Gamma-based classification of income groups offers several advantages, particularly its ability to adapt dynamically to changing economic conditions. Unlike static percentile-based classifications, which can become obsolete due to inflation and structural economic shifts, the Gamma framework enables continuous recalibration based on the estimated distribution parameters. This ensures that the definition of income groups remains analytically relevant and policy-relevant over time.</p>
<p>This flexibility is especially valuable for policymakers seeking to implement effective social assistance programs, as it enables more accurate targeting of households with high income variability. By approximating conditional means and variances across groups, policymakers can identify population segments most vulnerable to economic fluctuations, thereby improving the precision of welfare transfers and subsidy allocation [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>].</p>
<p>Furthermore, the rising variance within the high-income group (T20) highlights increasing inequality between middle- and high-income households, reinforcing concerns over widening economic disparities. This result is consistent with prior studies that emphasize the broader implications of top-end inequality for tax design, wealth redistribution, and long-term economic stability [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>].</p>
<p>By extending statistical modeling into income classification, the proposed approach provides a comprehensive framework that integrates inequality measurement with policy evaluation. This directly addresses earlier limitations noted in the literature regarding the rigidity of percentile-based methods, offering a more flexible and theoretically grounded alternative for future inequality analysis and policymaking.</p>
</sec>
</sec>
<sec>
<label>6.2</label>
<title>Empirical estimates of income distribution parameters</title>
<p><xref ref-type="table" rid="T6">Table 6</xref> reports the estimated parameters of the Scale-Inflated Gamma (SIG) distribution (&#x003B1;, <inline-formula><mml:math id="M95"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>), along with the mean, variance, and conditional moments across the B40, M40, and T20 groups. These estimates provide a comprehensive view of how income distributions in Malaysia have evolved from 2007 to 2022, reflecting both inflation-adjusted growth and inequality dynamics in Malaysia. Such results align with prior studies that examine income risk measures and inequality dynamics [<xref ref-type="bibr" rid="B31">31</xref>].</p>
<p><xref ref-type="table" rid="T6">Table 6</xref> presents the estimated income distribution parameters, showing a gradual increase in mean income levels, with the highest disparities observed in the T20 group, reflecting economic inequality. The stability of &#x003B1; across time suggests a consistent distributional shape, whereas changes in &#x003B2; capture the combined effects of inflation and economic growth.</p>
<p>Importantly, the rising variance within the T20 group underscores increasing inequality between high- and middle-income households, a finding consistent with previous studies [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. For instance, as reported in <xref ref-type="table" rid="T6">Table 6</xref>, the variance of the T20 group increased substantially from 4,712,542 in 2007 to 36,348,092 in 2022, highlighting the widening disparities at the top of the income distribution. This empirical evidence supports earlier findings that emphasize the concentration of inequality in the upper tail of income distributions, thereby validating the robustness of the Scale-Inflated Gamma (SIG) model in capturing such dynamics.</p>
<p>Building on these empirical estimates, the projected household income distribution for 2025 highlights pronounced disparities across income groups. For the B40 group, projected monthly income is below <bold>MYR 6,321</bold>, while the M40 group ranges between <bold>MYR 6,321</bold> and <bold>MYR 14,345</bold>. The T20 group records incomes exceeding <bold>MYR 14,345</bold>, underscoring the persistent dominance of upper-tail households. The projected national mean income of <bold>MYR 9,472</bold> (SD = <bold>MYR 7,035</bold>) is consistent with recent national statistics [<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>] and aligns with prior analyses of Malaysian inequality dynamics [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B28">28</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B29">29</xref>]. These findings also resonate with broader discussions on persistent inequality and income concentration in the upper tail [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>].</p>
<p>Furthermore, diagnostic results indicate that conventional Gamma models tend to underestimate the 95th percentile by 10%&#x02013;12% in 2019, whereas the SIG model reduces this bias to below 3%. This conclusion is consistent with the goodness-of-fit evidence typically assessed using the Kolmogorov&#x02013;Smirnov (KS) and Anderson&#x02013;Darling (AD) tests in distributional studies [<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>]. These classical tests, widely applied in evaluating the adequacy of parametric income models, support the superior tail fit of the SIG model compared with the Lognormal and standard Gamma distributions, reinforcing its robustness in capturing inflation-adjusted inequality and supporting its application in modeling Malaysian income dynamics.</p>
<p>Overall, the analysis justifies the application of the SIG distribution as an effective model for Malaysian household income. The estimated income thresholds <italic>b</italic> and <italic>c</italic> provide a policy-relevant basis for grouping households into B40, M40, and T20, thereby enabling more precise monitoring of inequality dynamics and informing redistributive policy interventions.</p>
<p>Hence, the projected monthly household income for the year 2025 is as follows: for the B40 group, income falls below <bold>MYR 6,321</bold>; for the M40 group, it ranges from <bold>MYR 6,321</bold> to <bold>MYR 14,345</bold>; while the T20 group records income levels of at least <bold>MYR 14,345</bold>. The estimated mean income for B40 is <bold>MYR 3,587</bold> with a standard deviation of <bold>MYR 1,628</bold>; for M40, it is <bold>MYR 9,759</bold> (SD = <bold>MYR 2,253</bold>); and for T20, it is <bold>MYR 20,669</bold> (SD = <bold>MYR 6,097</bold>). The projected national mean income for 2025 increases to <bold>MYR 9,472</bold>, with a standard deviation of <bold>MYR 7,035</bold>, which aligns with earlier findings on Malaysian household income dynamics [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>].</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s7">
<label>7</label>
<title>Academic and practical contributions</title>
<p>This study validates the Scale-Inflated Gamma (SIG) distribution model for economic data analysis, with particular emphasis on capturing temporal dynamics in income distributions. Rather than directly comparing with other distributions, the contribution of this study lies in demonstrating how the SIG model improves upon conventional approaches by explicitly accounting for scale inflation through the &#x003B4; parameter. This feature provides valuable insight into income variability, particularly in capturing tail behavior and income disparities, as highlighted by improvements in information criteria such as the Akaike Information Criterion (AIC). It should be noted, however, that the study does not claim the SIG model to be a universally superior choice [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>]. Instead, the analysis highlights the importance of incorporating temporal changes in economic studies, for which the SIG model provides a flexible and dynamic framework to track shifts in income distribution over time. This adaptability makes the SIG model relevant for policy formulation, inequality studies, and economic forecasting.</p>
<p>For financial leaders and policymakers, the interpretation of income variability is crucial. A reduction in variability may indicate a more resilient and less volatile middle-income group, which is often a desirable objective of economic policies. Nevertheless, it is important to ensure that such stability reflects sustainable and long-term economic improvement rather than short-term equilibrium. By validating the Scale-Inflated Gamma model, this study provides a structured and statistically grounded tool for future economic analysis, enabling policymakers to design interventions aimed at reducing inequality and fostering financial stability.</p>
<p>As a practical illustration, consider ABC Company, which has 200 employees, with 55% classified as B40, 35% as M40, and 10% as T20. For the year 2025, the company may estimate salary allocations based on this distribution, as shown in <xref ref-type="table" rid="T7">Table 7</xref>. This example is hypothetical and is intended to demonstrate the potential practical contribution of the SIG model in employment cost planning.</p>
<table-wrap position="float" id="T7">
<label>Table 7</label>
<caption><p>Statistics of group employees&#x00027; monthly income of ABC Company in the year 2025.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr>
<th valign="top" align="left"><bold>Statistic</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>B40</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>M40</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>T20</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">Number of employees</td>
<td valign="top" align="center">110</td>
<td valign="top" align="center">70</td>
<td valign="top" align="center">20</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Mean income (MYR)</td>
<td valign="top" align="center">3,587</td>
<td valign="top" align="center">9,759</td>
<td valign="top" align="center">20,669</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">SD income (MYR)</td>
<td valign="top" align="center">1,628</td>
<td valign="top" align="center">2,253</td>
<td valign="top" align="center">6,097</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Total mean income (MYR)</td>
<td valign="top" align="center">394,570</td>
<td valign="top" align="center">683,130</td>
<td valign="top" align="center">413,380</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Total SD income (MYR)</td>
<td valign="top" align="center">17,075</td>
<td valign="top" align="center">18,850</td>
<td valign="top" align="center">27,267</td>
</tr></tbody>
</table>
<table-wrap-foot>
<p>Incomes are reported in Malaysian Ringgit (MYR). The allocation of employees across groups is assumed for illustrative purposes, demonstrating the application of the SIG model in employment cost estimation.</p>
</table-wrap-foot>
</table-wrap>
<p>From <xref ref-type="table" rid="T7">Table 7</xref>, and by assuming that the employees&#x00027; incomes are independent, we may estimate that the mean of the total employment cost (in salaries) is <bold>MYR 1,491,080</bold> with a standard deviation of <bold>MYR 37,287</bold> per month, bringing the annual employment cost to <bold>MYR 17,892,960</bold> (SD = <bold>MYR 129,166</bold>). This facilitates the company&#x00027;s preparation of the employment budget throughout the year and beyond.</p>
<p>The estimation of employment costs presented in <xref ref-type="table" rid="T7">Table 7</xref> provides an illustrative framework for linking household income distributions with firm-level salary projections. Specifically, the mean annual cost derived from the SIG-based indicators offers a benchmark for budgetary planning and workforce allocation. However, this estimation should be interpreted with caution. The underlying household income dataset aggregates multiple income sources within the same household (e.g., spouse contributions), which may not fully correspond to individual-level salaries [<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>]. Moreover, the calculation does not incorporate employment-related expenses such as statutory contributions to the Employees Provident Fund (EPF), the Social Security Organization (SOCSO), training costs, and other indirect expenditures, all of which significantly affect actual labor costs [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]. Despite these limitations, the application of the Scale-Inflated Gamma (SIG) model remains valuable. By explicitly adjusting for scale-inflation, it provides a theoretically grounded and empirically relevant method for approximating the distributional structure of income [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. This integration demonstrates the practical utility of advanced distributional models in supporting both macroeconomic policy design and micro-level employment budgeting.</p>
</sec>
<sec sec-type="conclusions" id="s8">
<label>8</label>
<title>Conclusion</title>
<p>The Scale-Inflated Gamma (SIG) model exhibits strong suitability for income distribution analysis over the period 2007&#x02013;2022. It is particularly useful when the income distribution exhibits scale inflation over time, capturing gradual shifts due to inflation or policy changes, even though it occasionally underperforms when compared to individual Gamma distributions for specific years. This highlights the conditions under which SIG provides an advantage: it is most beneficial when income patterns display multiplicative scale effects rather than simple distributional changes. The results provide valuable insights for policymakers in strategizing economic and social policies, particularly in addressing inequality and inflation-adjusted income dynamics. Compared to traditional models such as individual Gamma or Lognormal distributions, SIG explicitly accounts for scale-inflation via the &#x003B4; parameter, allowing a unified modeling framework that captures inter-temporal changes while reducing model complexity.</p>
<p>The model is further reinforced by the statistical significance of the estimated parameters (&#x003B1;, &#x003B8;, &#x003B4;) and by the superior AIC and BIC values obtained under the null hypothesis compared to separate Gamma models for each year. This demonstrates that the Scale-Inflated Gamma distribution not only provides a parsimonious representation of Malaysian household income data but also offers enhanced predictive power in settings characterized by persistent inflationary effects. In particular, the &#x003B4; parameter captures gradual intertemporal shifts in scale, making the model adaptable to economies where inflation or structural economic changes strongly affect income distributions. For instance, in regions such as Southeast Asia or emerging markets facing similar inflationary pressures, the SIG framework could be directly applied with minimal modification, allowing policymakers to track income inequality and evaluate welfare programs under changing macroeconomic conditions. This adaptability highlights the broader relevance of the model beyond Malaysia and positions the SIG as a flexible tool for cross-country comparative analysis of income dynamics. This makes the SIG model adaptable not only for Malaysia but also for other developing economies with inflation-driven inequality.</p>
<p>To generalize the Scale-Inflated Gamma (SIG) model across multiple inflationary phases, the income variable <italic>Y</italic> can be expressed as a function of the inflation-adjusted scale factor, given by</p>
<disp-formula id="E65"><mml:math id="M96"><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>X</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">for&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>X</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">for&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>This representation extends the SIG model to capture multi-period inflation dynamics, allowing the distribution to adapt across different time segments (<italic>k</italic><sub>1</sub>, <italic>k</italic><sub>2</sub>, <italic>k</italic><sub>3</sub>, <italic>k</italic><sub>4</sub>).</p>
<p>This formulation extends the SIG model to capture time-segmented inflationary adjustments, providing a bridge between the theoretical foundation in Section 2 and the concluding discussion on multi-period inflation. It conceptually links the model&#x00027;s structural foundation to its dynamic applications, highlighting its relevance for analyzing inflation-adjusted income behavior across time. Beyond its explanatory capacity, this formulation also offers predictive potential, allowing the SIG model to project future income dynamics under varying inflationary conditions. This feature makes it particularly valuable for economic forecasting and policy simulation.</p>
<p>In addition, the adaptability of the SIG framework extends to diverse economies, particularly those subject to inflationary volatility. By explicitly incorporating inter-temporal scale shifts, the model can be calibrated for economies in Southeast Asia, the Middle East, and other emerging markets, where structural shocks and inflationary dynamics play a central role. This highlights the broader predictive value of SIG beyond the Malaysian case, offering comparative insights for cross-country analyses of inequality and income distribution. If this refinement is implemented, the properties of the SIG distribution, including the PDF, CDF, moments, log-likelihood, gradient, and Hessian, should be redeveloped accordingly. This is a promising direction for future research. The robustness of the model is further confirmed by simulation studies, where increasing sample sizes lead to declining MSE and RMSE, demonstrating the consistency and efficiency of the parameter estimates.</p>
<p>From a policy perspective, these findings are critical in guiding targeted economic interventions aimed at reducing income inequality, improving wealth distribution, and countering inflationary pressures. The classification of households using the SIG model (B40, M40, T20) enables more precise welfare targeting and subsidy allocation, demonstrating that SIG is both theoretically rigorous and practically relevant for decision-makers.</p>
<p>Future research may extend the SIG framework to other countries, especially economies affected by inflation, or incorporate additional socio-economic covariates such as education, employment sector, or regional differences. By doing so, the SIG model could evolve into a comprehensive tool for analyzing income dynamics and inequality in diverse economic contexts.</p>
<p>Nonetheless, the SIG model has limitations. It may underperform compared to more flexible distributional families such as the GB2 when capturing extreme tails [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>], and its parsimony comes at the cost of reduced flexibility in highly heterogeneous data [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>]. These limitations provide avenues for further refinement and motivate additional methodological development.</p>
<p>Overall, the findings confirm that the SIG distribution provides a robust, flexible, and policy-relevant foundation for modeling household income patterns in Malaysia and beyond.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec sec-type="data-availability" id="s9">
<title>Data availability statement</title>
<p>The data analyzed in this study is subject to the following licenses/restrictions: the dataset used in this study was obtained from the Department of Statistics Malaysia (DOSM), specifically from national household income and expenditure surveys. Access to this data is restricted and subject to DOSM&#x00027;s terms and conditions. Permission for use was granted for academic research purposes only, and redistribution or public sharing of the raw data is not permitted without prior approval from DOSM. Summary statistics and derived results are available upon reasonable request. Requests to access these datasets should be directed to Website: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.dosm.gov.my">https://www.dosm.gov.my</ext-link> General Contact Email: <email>info&#x00040;dosm.gov.my</email>.</p>
</sec>
<sec sec-type="author-contributions" id="s10">
<title>Author contributions</title>
<p>SS: Investigation, Software, Visualization, Funding acquisition, Resources, Methodology, Formal analysis, Validation, Conceptualization, Writing &#x02013; review &#x00026; editing, Writing &#x02013; original draft, Project administration, Supervision, Data curation. MA: Methodology, Investigation, Software, Formal analysis, Visualization, Funding acquisition, Resources, Validation, Project administration, Conceptualization, Writing &#x02013; review &#x00026; editing.</p>
</sec>
<ack>
<title>Acknowledgments</title>
<p>We would like to express our sincere appreciation to the Department of Statistics Malaysia (DOSM) for generously lending the Household Income Survey (HIS) data from 2007 to 2022. The datasets represent a 3% sample of the population income. These datasets were obtained via the Memorandum of Understanding (MoU) between DOSM and Universiti Sains Malaysia (USM).</p>
</ack>
<sec sec-type="COI-statement" id="conf1">
<title>Conflict of interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="ai-statement" id="s12">
<title>Generative AI statement</title>
<p>The author(s) declare that no Gen AI was used in the creation of this manuscript. We acknowledge the use of AI-assisted language tools, including Grammarly and ChatGPT, which were employed solely to improve the grammar, readability, and clarity of the manuscript. The author(s) take full responsibility for the content, analysis, and conclusions presented in this study.</p>
<p>Any alternative text (alt text) provided alongside figures in this article has been generated by Frontiers with the support of artificial intelligence and reasonable efforts have been made to ensure accuracy, including review by the authors wherever possible. If you identify any issues, please contact us.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s13">
<title>Publisher&#x00027;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<label>1.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Majid</surname> <given-names>MHA</given-names></name> <name><surname>Ibrahim</surname> <given-names>K</given-names></name></person-group>. <article-title>Composite Pareto distributions for modelling household income distribution in Malaysia</article-title>. <source>Sains Malays</source>. (<year>2021</year>) <volume>50</volume>:<fpage>2047</fpage>&#x02013;<lpage>58</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.17576/jsm-2021-5007-19</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B2">
<label>2.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Majid</surname> <given-names>MHA</given-names></name> <name><surname>Ibrahim</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Masseran</surname> <given-names>N</given-names></name></person-group>. <article-title>Three-part composite Pareto modelling for income distribution in Malaysia</article-title>. <source>Mathematics</source>. (<year>2023</year>) <volume>11</volume>:<fpage>2899</fpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/math11132899</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B3">
<label>3.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Jenkins</surname> <given-names>SP</given-names></name></person-group>. <article-title>Distributionally-sensitive inequality indices and the GB2 income distribution</article-title>. <source>Rev Income Wealth</source>. (<year>2009</year>) <volume>55</volume>:<fpage>392</fpage>&#x02013;<lpage>8</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/j.1475-4991.2009.00318.x</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B4">
<label>4.</label>
<mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Atkinson</surname> <given-names>AB</given-names></name></person-group>. <article-title>Social welfare and income distribution: policy design implications</article-title>. In:<person-group person-group-type="editor"><name><surname>Atkinson</surname> <given-names>AB</given-names></name> <name><surname>Bourguignon</surname> <given-names>F.</given-names></name></person-group>, editors. <source>Handbook of income distribution</source>. <publisher-loc>Elsevier</publisher-loc> (<year>2015</year>). p. 23&#x02013;45</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B5">
<label>5.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Cowell</surname> <given-names>FA</given-names></name></person-group>. <article-title>First principles</article-title>. In: <source>Measuring inequality</source>. Oxford University Press (<year>2011</year>). p. <fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>16</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/acprof:osobl/9780199594030.003.0001</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B6">
<label>6.</label>
<mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Cowell</surname> <given-names>F</given-names></name> <name><surname>Flachaire</surname> <given-names>E</given-names></name></person-group>. <article-title>Statistical methods for distributional analysis</article-title>. In:<person-group person-group-type="editor"><name><surname>Atkinson</surname> <given-names>AB</given-names></name> <name><surname>Bourguignon</surname> <given-names>F.</given-names></name></person-group>, editors. <source>Handbook of income distribution</source>. <publisher-loc>Elsevier</publisher-loc> (<year>2015</year>). p. 359&#x02013;465 doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/B978-0-444-59428-0.00007-2</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B7">
<label>7.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>McDonald</surname> <given-names>JB</given-names></name> <name><surname>Xu</surname> <given-names>YJ</given-names></name></person-group>. <article-title>A generalization of the beta distribution with applications</article-title>. <source>J Econom</source>. (<year>1995</year>) <volume>66</volume>:<fpage>133</fpage>&#x02013;<lpage>52</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0304-4076(94)01612-4</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B8">
<label>8.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Sala-i-Martin</surname> <given-names>X</given-names></name></person-group>. <article-title>The world distribution of income: falling poverty and convergence, period</article-title>. <source>Quart J Econ</source>. (<year>2006</year>) <volume>121</volume>:<fpage>351</fpage>&#x02013;<lpage>397</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1162/qjec.2006.121.2.351</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B9">
<label>9.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kleiber</surname> <given-names>C</given-names></name> <name><surname>Kotz</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <source>Statistical Size Distributions in Economics and Actuarial Sciences</source>. New York: Wiley-Interscience. (<year>2003</year>). doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/0471457175</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B10">
<label>10.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Chotikapanich</surname> <given-names>D</given-names></name> <name><surname>Griffiths</surname> <given-names>WE</given-names></name></person-group>. <article-title>Estimating income distributions using a mixture of gamma densities</article-title>. In:<person-group person-group-type="editor"><name><surname>Chotikapanich</surname> <given-names>D.</given-names></name></person-group>, editor <italic>Modeling income distributions and Lorenz curves</italic>. Springer (<year>2008</year>). p. <fpage>285</fpage>&#x02013;<lpage>302</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-0-387-72796-7_16</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B11">
<label>11.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Cubedo</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Oller</surname> <given-names>JM</given-names></name></person-group>. <article-title>Hypothesis testing: a model selection approach</article-title>. <source>J Stat Plan Inference</source>. (<year>2002</year>) <volume>108</volume>:<fpage>3</fpage>&#x02013;<lpage>21</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0378-3758(02)00267-7</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B12">
<label>12.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Yu</surname> <given-names>Y</given-names></name> <name><surname>Zhang</surname> <given-names>W</given-names></name> <name><surname>Wu</surname> <given-names>J</given-names></name></person-group>. <article-title>Comparing model selection criteria to distinguish true underlying distributions</article-title>. <source>Front Appl Mathem Statist</source>. (<year>2020</year>) <volume>6</volume>:<fpage>28</fpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fams.2020.00028</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B13">
<label>13.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Casella</surname> <given-names>G</given-names></name> <name><surname>Berger</surname> <given-names>RL</given-names></name></person-group>. <source>Statistical Inference (2nd ed</source>.). Pacific Grove, CA: Duxbury (<year>2002</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B14">
<label>14.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Abramowitz</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Stegun</surname> <given-names>IA</given-names></name></person-group>. <source>Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables</source>. 9th printing. New York: Dover Publications (<year>1972</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B15">
<label>15.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Fisher</surname> <given-names>RA</given-names></name></person-group>. <article-title>On the mathematical foundations of theoretical statistics</article-title>. <source>Philos Trans R Soc A</source>. (<year>1922</year>) <volume>222</volume>:<fpage>309</fpage>&#x02013;<lpage>68</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1098/rsta.1922.0009</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B16">
<label>16.</label>
<mixed-citation publication-type="web"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Halliwell</surname> <given-names>LJ</given-names></name></person-group>. <article-title>The Log-Gamma distribution and non-normal error</article-title>. <source>Casualty Actuar Soc</source>. (<year>2021</year>) <volume>13</volume>:<fpage>173</fpage>&#x02013;<lpage>89</lpage>. Retrieved from: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.casact.org/sites/default/files/2021-07/Log-Gamma-Distribution-Halliwell.pdf">https://www.casact.org/sites/default/files/2021-07/Log-Gamma-Distribution-Halliwell.pdf</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B17">
<label>17.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Greene</surname> <given-names>WH</given-names></name></person-group>. <source>Econometric Analysis (8th ed</source>.). New York: Pearson Education (<year>2018</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B18">
<label>18.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Cheng</surname> <given-names>RCH</given-names></name> <name><surname>Feast</surname> <given-names>GM</given-names></name></person-group>. <article-title>Some simple gamma variate generators</article-title>. <source>Appl Stat</source>. (<year>1979</year>) <volume>28</volume>:<fpage>290</fpage>&#x02013;<lpage>5</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.2307/2347200</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B19">
<label>19.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Greenwood</surname> <given-names>JA</given-names></name> <name><surname>Durand</surname> <given-names>D</given-names></name></person-group>. <article-title>Aids for fitting the gamma distribution by maximum likelihood</article-title>. <source>Technometrics</source>. (<year>1960</year>) <volume>2</volume>:<fpage>55</fpage>&#x02013;<lpage>65</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/00401706.1960.10489880</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B20">
<label>20.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Choi</surname> <given-names>SC</given-names></name> <name><surname>Wette</surname> <given-names>R</given-names></name></person-group>. <article-title>Maximum likelihood estimation of the parameters of the gamma distribution and their bias</article-title>. <source>Technometrics</source>. (<year>1969</year>) <volume>11</volume>:<fpage>683</fpage>&#x02013;<lpage>90</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/00401706.1969.10490731</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B21">
<label>21.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Cohen</surname> <given-names>AC</given-names></name></person-group>. <article-title>Estimating the parameter of a gamma distribution</article-title>. <source>Technometrics</source>. (<year>1960</year>) <volume>2</volume>:<fpage>579</fpage>&#x02013;<lpage>87</lpage>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B22">
<label>22.</label>
<mixed-citation publication-type="web"><person-group person-group-type="author"><collab>World Bank</collab></person-group>. <source>World Development Report 2023: Migrants, Refugees, and Societies</source>. <publisher-loc>Washington, DC</publisher-loc>: <publisher-name>World Bank</publisher-name>. (<year>2023</year>). Available online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.worldbank.org/">https://www.worldbank.org/</ext-link> (Accessed September 15, 2025).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B23">
<label>23.</label>
<mixed-citation publication-type="web"><person-group person-group-type="author"><collab>World Development Indicators</collab></person-group>. <source>World Development Indicators Database</source>. <publisher-loc>Washington, DC</publisher-loc>: <publisher-name>World Bank</publisher-name>. (<year>2025</year>). Available online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://databank.worldbank.org/source/world-development-indicators">https://databank.worldbank.org/source/world-development-indicators</ext-link> (Accessed September 15, 2025).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B24">
<label>24.</label>
<mixed-citation publication-type="web"><person-group person-group-type="author"><collab>OECD</collab></person-group>. <source>OECD Economic Outlook 2024</source>. <publisher-loc>Paris</publisher-loc>: <publisher-name>Organisation for Economic Co-operation and Development.</publisher-name> (<year>2024</year>). Available online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.oecd.org/">https://www.oecd.org/</ext-link> (Accessed September 15, 2025).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B25">
<label>25.</label>
<mixed-citation publication-type="web"><person-group person-group-type="author"><collab>Department of Statistics Malaysia (DOSM)</collab></person-group>. <source>Household Income and Basic Amenities Survey Report, Malaysia</source>. <publisher-loc>Putrajaya</publisher-loc>: <publisher-name>Department of Statistics Malaysia.</publisher-name> (<year>2022</year>). Available online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.dosm.gov.my/v1/index.php?r=column/cthemeByCatandcat=120andbul_id=OWlxdEVoYlJCS0hUZzJRamZSSWFXdz09andmenu_id=amVoWU54UTl0a21NWmdhMjFMMWcyZz09">https://www.dosm.gov.my/v1/index.php?r=column/cthemeByCatandcat=120andbul_id=OWlxdEVoYlJCS0hUZzJRamZSSWFXdz09andmenu_id=amVoWU54UTl0a21NWmdhMjFMMWcyZz09</ext-link> (Accessed December 5, 2024).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B26">
<label>26.</label>
<mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Silverman</surname> <given-names>BW</given-names></name></person-group>. <source>Density Estimation for Statistics and Data Analysis</source>. <publisher-loc>London</publisher-loc>: <publisher-name>Chapman and Hall.</publisher-name> (<year>1986</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B27">
<label>27.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Klugman</surname> <given-names>SA</given-names></name> <name><surname>Panjer</surname> <given-names>HH</given-names></name> <name><surname>Willmot</surname> <given-names>GE</given-names></name></person-group>. <source>Loss Models: From Data to Decisions</source>. New York: Wiley (<year>2012</year>). p. <fpage>123</fpage>&#x02013;<lpage>125</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/9781118787106</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B28">
<label>28.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Milanovic</surname> <given-names>B</given-names></name></person-group>. <article-title>Inequality and determinants of earnings in Malaysia, 1984-1997</article-title>. <source>Asian Econ J</source>. (<year>2006</year>) <volume>20</volume>:<fpage>191</fpage>&#x02013;<lpage>216</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/j.1467-8381.2006.00230.x</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B29">
<label>29.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Khalid</surname> <given-names>MA</given-names></name> <name><surname>Yang</surname> <given-names>L</given-names></name></person-group>. <article-title>Income inequality and ethnic cleavages in Malaysia: evidence from distributional national accounts (1984&#x02013;2014)</article-title>. <source>J Asian Econ</source>. (<year>2019</year>) <volume>72</volume>:<fpage>101216</fpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.asieco.2020.101252</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B30">
<label>30.</label>
<mixed-citation publication-type="web"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bank</surname> <given-names>Negara Malaysia</given-names></name></person-group>. <source>Economic and Monetary Review 2023</source>. Kuala Lumpur: Bank Negara Malaysia. (<year>2023</year>). Available online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.bnm.gov.my/documents/20124/2141961/emr2023_en_book.pdf">https://www.bnm.gov.my/documents/20124/2141961/emr2023_en_book.pdf</ext-link> (Accessed April 15, 2025).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B31">
<label>31.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Livada</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Anagnostopoulou</surname> <given-names>MC</given-names></name></person-group>. <article-title>Risk measures and inequality</article-title>. <source>Front Appl Mathem Statist</source>. (<year>2019</year>) <volume>5</volume>:<fpage>57</fpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fams.2019.00057</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B32">
<label>32.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Schweizer</surname> <given-names>B</given-names></name> <name><surname>Wilson</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Li</surname> <given-names>R</given-names></name></person-group>. <article-title>A maximum likelihood approach for asymmetric non-normal data using a transformational measurement model</article-title>. <source>Front Appl Mathem Statist</source>. (<year>2023</year>) <volume>9</volume>:<fpage>1095769</fpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fams.2023.1095769</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B33">
<label>33.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Ali</surname> <given-names>T</given-names></name> <name><surname>Saleh</surname> <given-names>D</given-names></name> <name><surname>Abdulqader</surname> <given-names>Q</given-names></name> <name><surname>Ahmed</surname> <given-names>A</given-names></name></person-group>. <article-title>Comparing methods for estimating gamma distribution parameters with outlier observations</article-title>. <source>J Econ Admin Sci</source>. (<year>2025</year>) <volume>31</volume>:<fpage>163</fpage>&#x02013;<lpage>74</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.33095/cc5b9h49</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B34">
<label>34.</label>
<mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Burnham</surname> <given-names>KP</given-names></name> <name><surname>Anderson</surname> <given-names>DR</given-names></name></person-group>. <article-title>Multimodel inference: understanding AIC and BIC in model selection</article-title>. <source>Sociol Methods Res</source>. (<year>2004</year>) <volume>33</volume>:<fpage>261</fpage>&#x02013;<lpage>304</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1177/0049124104268644</pub-id></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B35">
<label>35.</label>
<mixed-citation publication-type="web"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Wooldridge</surname> <given-names>JM</given-names></name></person-group>. <source>Econometric Analysis of Cross Section and Panel Data (2nd ed.)</source>. <publisher-loc>Cambridge, MA</publisher-loc>: <publisher-name>MIT Press</publisher-name> (<year>2010</year>). Available online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mitpress.mit.edu/9780262232586/econometric-analysis-of-cross-section-and-panel-data/">https://mitpress.mit.edu/9780262232586/econometric-analysis-of-cross-section-and-panel-data/</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="B36">
<label>36.</label>
<mixed-citation publication-type="web"><person-group person-group-type="author"><collab>iMoney</collab></person-group>. <source>Malaysia Household Income &#x00026; Expenditure Statistics 2024</source> (<year>2024</year>). Available online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.imoney.my/articles/malaysia-household-income-2024">https://www.imoney.my/articles/malaysia-household-income-2024</ext-link> (Accessed April 15, 2025).</mixed-citation>
</ref>
</ref-list>
<fn-group>
<fn fn-type="custom" custom-type="edited-by" id="fn0002">
<p>Edited by: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1832159/overview">Massimiliano Bonamente</ext-link>, University of Alabama in Huntsville, United States</p>
</fn>
<fn fn-type="custom" custom-type="reviewed-by" id="fn0003">
<p>Reviewed by: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/105508/overview">Takuya Yamano</ext-link>, Kanagawa University, Japan</p>
<p><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/3136044/overview">Mohd Azmi Haron</ext-link>, University of Malaya, Malaysia</p>
</fn>
</fn-group>
<fn-group>
<fn id="fn0001"><label>1</label><p><xref ref-type="disp-formula" rid="EQ46">Equation 3.17</xref> repeats the symmetry property of mixed derivatives, equivalent to <xref ref-type="disp-formula" rid="EQ45">Equation 3.16</xref>. It is retained here for completeness, following standard treatments of the Gamma distribution [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>].</p></fn>
</fn-group>
</back>
</article>