Изменения

Перейти к: навигация, поиск

Корреляция случайных величин

1262 байта добавлено, 23:30, 11 января 2013
Свойства корреляции
: <tex dpi = "150">Corr(\eta,\xi) = { E(\eta \times \xi) - E(\eta) \times E(\xi) \over \sqrt{D(\eta)} \times \sqrt{D(\xi)} } = { E(\xi \times \eta) - E(\xi) \times E(\eta) \over \sqrt{D(\xi)} \times \sqrt{D(\eta)} } = Corr(\xi,\eta)</tex>
}}
 
{{Утверждение
|statement=
Корреляция случайной величины с собой равна лежит на отрезке <tex>[-1, 1]</tex>
|proof=
: Для доказательство используем свойства ковариации<tex dpi = "150">CorrCov^2(\eta,\etaxi) = { E(\eta le \times sigma_\eta) - E(^2\eta) sigma_\times Exi ^2</tex>из этого выходят <tex> {Cov^2(\eta,\xi) \over (\sqrt{D(sigma_\eta^2\sigma_\xi ^2)} \times \sqrt{Dle 1</tex>  при условии, конечно, что знаменатель не обращается в нуль. <tex>Corr^2(\eta,\xi)} } = {D(\eta) le 1</tex> что из этого следует <tex>-1 \over Dle Corr(\eta,\xi)} = \le 1</tex> 
}}
 
{{Утверждение
|statement=
Если <tex> Corr(\eta, \xi) = \pm 1 </tex>, то <tex>\eta</tex> и <tex>\xi</tex> линейно зависимые
 
|proof=
Для доказательство используем доказательство свойства ковариации.
Так как у нас <tex> Corr(\eta, \xi) = \pm 1 </tex>
то это обозначает что <tex>Cov^2(\eta,\xi) = \sigma_\eta ^2\sigma_\xi ^2</tex>
равенство на этом неравенстве <tex>\sigma_\xi ^2t^2+2Cov(\eta,\xi)t+\sigma_\eta ^2 \ge 0</tex> выполняется только при условии что дискриминант равен нулю т.е. имеет один корень <tex> t_0 </tex>.
 
Из этого выходят <tex> E((\xi-E\xi +t_0 \eta - t_0 E\eta))=E((V + t_0 W)^2) = 0 </tex>
единственная случая это может произойти, если <tex> \xi-E\xi +t_0 \eta - t_0 E\eta = 0</tex>;
 
Ясно что <tex>\eta</tex> и <tex>\xi</tex> линейно зависимы.
}}
 
{{Утверждение
|statement=
Если <tex>\eta</tex> и <tex>\xi</tex> линейно зависимы то <tex>Corr(\eta, \xi)= \pm 1 </tex>.
 
|proof=
Предположим что <tex>\xi = k \eta + b</tex>.
Потом, мы имеем что <tex>E\xi=kE\eta + b</tex>; и так
<tex> Cov(\eta, \xi) = E((\eta - E\eta)(\xi - E\xi))=kE((\eta-E\eta)^2)=k\sigma_\eta ^2 </tex>.
 
Кроме того, по свойствам дисперсии,
<tex> \sigma_\xi ^2 = D[\xi] = E((\xi-E\xi)^2)= k^2 E((\eta-E\eta)^2)= k^2 \sigma_\eta ^2 </tex>
 
Из этого следует, что
<tex>Corr(\eta, \xi)= {Cov(\eta, \xi)\over \sigma_\eta \sigma_\xi}={k\over |k|}</tex>,
 
ясно что это равно на <tex>\pm 1</tex>, знак зависит от знака <tex>k</tex>.
}}
 
{{Утверждение
|statement=
<b>Но обратное неверно:</b>
Пусть <tex>\eta</tex> - [[Дискретная_случайная_величина|случайная величина]], распределенная симметрично около 0, а <tex>\xi=\eta^2</tex>. <tex>Corr(\eta,\xi)=0</tex>, но <tex>\eta</tex> и <tex>\xi</tex> - зависимые величины.
}}
{{Утверждение
|statement=
Корреляция лежит не на всей вещественной оси
: <tex>-1 \leqslant Corr(\eta,\xi) \leqslant 1</tex>.
|proof=
Для доказательства используем свойство [[Ковариация_случайных_величин|ковариации]]: <tex>|Cov(\eta,\xi)| \leqslant \sqrt{D(\xi)} \cdot \sqrt{D(\eta)}</tex>. Тогда при раскрытии модуля получаем:
: <tex>-\sqrt{D(\xi)} \cdot \sqrt{D(\eta)} \leqslant Cov(\eta,\xi) \leqslant \sqrt{D(\xi)} \cdot \sqrt{D(\eta)}</tex>.
Поделим левую и правую части на <tex>\sqrt{D(\xi)} \cdot \sqrt{D(\eta)}</tex> и получим: <tex dpi = "150">-1 \leqslant {Cov(\eta,\xi) \over \sqrt{D(\xi)} \cdot \sqrt{D(\eta)}} \leqslant 1</tex>, т.е.
: <tex>-1 \leqslant Corr(\eta,\xi) \leqslant 1</tex>, ч.т.д.
}}
Анонимный участник

Навигация