Изменения

Перейти к: навигация, поиск

Ковариация случайных величин

1082 байта добавлено, 16:50, 29 декабря 2013
Отмена правки 34729 участника Sultan (обсуждение)
{{Определение|definition== Неравенство Коши <b>Ковариация случайных величин</b>: пусть <tex>\eta,\xi</tex> Буняковского =две случайные величины, определённые на одном и том же вероятностном пространстве. Тогда их ковариация определяется следующим образом:: <tex>Cov(\eta,\xi)=E\big((\eta-E\eta)(\xi-E\xi)\big)</tex>.}}
{{Теорема| about = неравенство Коши — Буняковского| statement = Если принять в качестве скалярного произведения двух случайных величин ковариацию <tex>\langle \eta, \xi \rangle Вычисление = Cov (\eta, \xi)</tex>, то квадрат нормы случайной величины будет равен дисперсии <tex> ||\eta||^2 = D [ \eta ], </tex> и <b>Неравенство Коши-Буняковского</b> запишется в виде:: <tex>Cov^2(\eta,\xi) \leqslant \mathrm{D}[\eta] \cdot \mathrm{D}[\xi]</tex>.
|proof= ДокажемВ силу линейности математического ожидания, что ковариацию можно использовать в качестве скалярного произведенияковариация может быть записана как:
1. Линейность по первому аргументу:<tex> Cov( \mu_{1}eta, \xi) = E\big((\xi - E\cdotxi)(\eta - E\eta_{1} eta)\big) = E(\xi\eta - \eta E\xi + E\mu_{2}xi E\cdoteta - \eta_{2}, xi E\xieta) = Cov</tex>:<tex>= E( \mu_{1}xi\eta) - E\xi E\eta, - E\xi) E\eta + CovE\xi E\eta = E( \mu_{2}xi\eta, ) - E\xi)E\eta </tex>
Раскроем ковариацию по определению:Итого, <tex>Cov(\eta, \xi) = E(\xi\eta) - E\xi E\eta </tex>
<tex>Cov( \mu_{1}\cdot\eta_{1} + \mu_{2}\cdot\eta_{2}, \xi) = E( ( \mu_{1}\cdot\eta_{1} + \mu_{2}\cdot\eta_{2}) \cdot \xi ) - E( \mu_{1}\cdot\eta_{1} + \mu_{2}\cdot\eta_{2} )\cdot E\xi </tex>= Свойства ковариации ==
В силу линейности математического ожидания* Ковариация симметрична:: <tex>Cov(\eta,\xi) = Cov(\xi,\eta)</tex>.* Пусть <tex>\eta_1,\ldots, \eta_n</tex> случайные величины, а <tex>\xi_1 = \sum\limits_{i=1}^n a_i \eta_i,\; \xi_2 = \sum\limits_{j=1}^m b_j \eta_j</tex> их две произвольные линейные комбинации. Тогда: <tex>Cov(\xi_1,\xi_2) = \sum\limits_{i=1}^n\sum\limits_{j=1}^m a_i b_j Cov(\eta_i,\eta_j)</tex>.* Ковариация случайной величины с собой равна её дисперсии:: <tex>Cov(\eta,\eta) = E(\eta^2) - (E(\eta))^2 = D[\eta]</tex>.* Если <tex>\eta,\xi</tex> независимые случайные величины, то: <tex>Cov(\eta,\xi) = 0</tex>.Обратное, вообще говоря, неверно.
<tex>
E(\mu_{1}\cdot\eta_{1}\cdot\xi) +
E(\mu_{2}\cdot\eta_{2}\cdot\xi) -
E(\mu_{1}\cdot\eta_{1})\cdot E\xi -
E(\mu_{2}\cdot\eta_{2})\cdot E\xi =
\mu_{1}( E(\eta_{1}\cdot\xi) - E\eta_{1}\cdot E\xi ) +
\mu_{2}( E(\eta_{2}\cdot\xi) - E\eta_{2}\cdot E\xi ) =
\mu_{1} \cdot Cov(\eta_{1}, \xi) + \mu_{2} \cdot Cov(\eta_{2}, \xi)
</tex>
2. Симметричность:<tex> Cov(\eta, \xi) = E(\eta\cdot\xi) - E\eta \cdot E\xi = Cov(\xi, \eta)</tex>Неравенство Коши — Буняковского ==
3. Положительная определенность:{{Теорема| about = неравенство Коши — Буняковского| statement = Если принять в качестве скалярного произведения двух случайных величин ковариацию <tex> Cov(\langle \eta, \eta) xi \rangle = DCov (\eta, \xi) = E(</tex>, то квадрат нормы случайной величины будет равен дисперсии <tex> ||\eta - E||^2 = D [ \eta)^2 ], </tex> и <texb> Cov Неравенство Коши-Буняковского</texb> удовлетвотряет трем аксиомам, значит запишется в виде:: <tex> Cov ^2(\eta,\xi) \leqslant \mathrm{D}[\eta] \cdot \mathrm{D}[\xi]</tex> можно использовать в качестве скалярного произведенияДокажем неравенстов Коши-Буняковского:
|proof= Для этого предположим, что <tex> t </tex> {{---}} некоторое вещественное число, и рассмотрим очевидное неравенство
<tex> E((V+tW)^2) \geqslant 0 </tex>, где <tex> V = \eta - E\eta </tex> и <tex> W = \xi - E\xi </tex>.
что и требовалось доказать.
}}
 
== Ссылки ==
 
*[http://www.nsu.ru/mmf/tvims/chernova/tv/lec/node48.html http://www.nsu.ru/mmf/tvims/chernova/tv/lec/node48.html]
*[http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%B8%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F Википедия {{---}} Ковариация]
*[http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%80%D1%80%D0%B5%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D1%8F#.D0.9F.D0.B0.D1.80.D0.B0.D0.BC.D0.B5.D1.82.D1.80.D0.B8.D1.87.D0.B5.D1.81.D0.BA.D0.B8.D0.B5_.D0.BF.D0.BE.D0.BA.D0.B0.D0.B7.D0.B0.D1.82.D0.B5.D0.BB.D0.B8_.D0.BA.D0.BE.D1.80.D1.80.D0.B5.D0.BB.D1.8F.D1.86.D0.B8.D0.B8 Википедия (доказательство неравенства Коши — Буняковского)]
 
[[Категория:Дискретная математика и алгоритмы]]
 
[[Категория: Теория вероятности ]]
38
правок

Навигация