【概率论基础进阶】多维随机变量及其分布-随机变量的独立性

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定义:如果对任意x,yx,y都有

P{Xx,Yy}=P{Xx}P{Yy} P \left\{X \leq x,Y \leq y\right\}=P \left\{X \leq x\right\}P \left\{Y \leq y\right\}

F(x,y)=FX(x)FY(y) F(x,y)=F_{X}(x)F_{Y}(y)

则称随机变量XXYY相互独立

 

离散型随机变量XXYY相互独立的充要条件:对任意i,j=1,2,i,j=1,2,\cdots成立

P{X=xi,Y=yj}=P{X=xi}P{Y=yj} P \left\{X=x_{i},Y=y_{j}\right\}=P \left\{X=x_{i}\right\}P \left\{Y =y_{j}\right\}

pij=pipjp_{ij}=p_{i \cdot }p_{\cdot j}

 

连续型随机变量XXYY相互独立的充要条件:对任意x,yx,y,成立

f(x,y)=fX(x)fY(y) f(x,y)=f_{X}(x)f_{Y}(y)

 

从这里可以看出来,边缘概率密度对应的边缘概率

可将两个随机变量的独立性推广到两个以上随机变量的情形

 

例1:设随机变量XXYY相互独立,已知(X,Y)(X,Y)的联合分布部分数值

 

X YX \ Y      11           22      
   11  16\frac{1}{6}12\frac{1}{2}
   22                              

 

由题目条件p11=16,p12=12p_{11}= \frac{1}{6},p_{12}=\frac{1}{2},故pi=p11+p12=23p_{i \cdot }=p_{11}+p_{12}= \frac{2}{3}

又根据XXYY相互独立,可知p11=p1p1p_{11}=p_{1\cdot }\cdot p_{\cdot 1},即p1=14p_{\cdot 1}=\frac{1}{4}

现要求P{X=2,Y=1}=p21=p2p1=(1p1)14=112P \left\{X=2,Y=1\right\}=p_{21}=p_{2\cdot }p_{\cdot 1}=(1-p_{1\cdot }) \frac{1}{4}=\frac{1}{12}

 

考虑联合分布和边缘分布关系,有,凡是边缘分布均不为00,而联合分布的某个pij=0p_{ij}=0,则必可断定联合分布所对应的两个随机变量是不相互独立的

一般给定边缘分布均不为00,所以看到联合分布律中有一个pij=0p_{ij}=0,则XXYY就一定不独立,反之,如果所有的pij0p_{ij}\ne 0,并不能保证XXYY相互独立

更新完了《高等数学|线性代数|概率论基础进阶》系列,接下来打算返回来仔细看看线性代数和概率论的课本,应该会先看概率论,还会同时更新660和B站shuhuai008白板推导系列的笔记

(其实660主要是怕没啥东西发,就拿它充个数!)