联合分布解释的导数

机器算法验证 可能性 分布 联合分配
2022-03-23 19:31:29

给定两个连续随机变量,联合累积分布函数定义为 ,其中的联合概率密度函数。XYFX,Y

FX,Y(x,y)=P(Xx,Yy)=xyfX,Y(t1,t2)dt1dt2
fX,YXY

二阶偏导给出联合概率密度2xyFX,Y(x,y)fX,Y(x,y)

但是,比如说,偏导数代表?他们有什么特别的解释吗?xFX,Y(x,y)=yfX,Y(x,t2)dt2yFX,Y(x,y)=xfX,Y(t1,y)dt1

2个回答

多元联合分布函数的一阶偏导数可以看作是给出了微分变量的密度,以及其他变量的累积概率。查看这种解释的一种简单方法是将偏导数转换为密度积分,并在其他维度上积分。根据微积分基本定理,我们可以将偏导数写为:

xFX,Y(x,y)=yfX,Y(x,t)dt=yfY|X(t|x)fX(x)dt=yfY|X(t|x)dt×fX(x)=P(Yy|X=x)fX(x).

这表明偏导数为我们提供了直线Yy,X=x上的联合密度(在两个随机变量的二维空间内)。关于y的偏导数有类似的解释。

如果您在 xy 上获取联合 CDF 并仅通过其中一个变量推导出它 - 您将获得同一个变量的边际 PDF

让我们使用两个 iid RV X 和 Y 的简单联合分布来证明 ~Expo(1)

一方面,我们可以通过联合 PDF 得到边缘 PDF: 最后一个方程简化为 e^(-x) 因为独立 y 的 PDF 积分为 1。

FXY(x,y)=XYfXY(x,y)dxdy=00exeydxdyfXY(x,y)=2xyFXY(x,y)=exeyfX(x)=YfXY(x,y)dy=ex0eydy=ex

或者,我们可以直接从联合 CDF 到边缘 PDF:

fX(x)=xFXY(x,y)=ex0eydy=ex

如果您不熟悉,边缘 PDF 基本上是 X 独立的 PDF,从 Y 中“释放”出来。