什么时候相关的正态随机变量是多元正态的?

机器算法验证 可能性 相关性 数理统计 联合分配 多元正态分布
2022-03-21 07:43:27

我知道有很多相关正态随机变量的例子不是联合(多变量)正态。但是,当相关的正态随机变量是联合正态时,是否存在状态?

假设我观察到 n 个单变量随机变量每个具有共同相关性这些可能是共同的正常吗?如果是这样,条件是什么,我怎么知道它们是否共同正常。X1,,XnN(μ,σ2)ρ

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假设我观察到 n 个单变量随机变量每个具有共同相关性这些可能是共同的正常吗?如果是这样,条件是什么,我怎么知道它们是否共同正常。X1,,XnN(μ,σ2)ρ

没有仅基于边际 pdf条件可以确保联合正态性。表示标准正态密度。那么,如果有联合 pdf 那么是(正)相关的标准正态随机没有双变量联合正态密度的变量(计算出边际密度以验证这一点,如果不是很明显) 。所以,只要ϕ()XY

fX,Y(x,y)={2ϕ(x)ϕ(y),x0,y0,2ϕ(x)ϕ(y),x<0,y<0,0,otherwise,
XYXY是相关的标准正态随机变量,我们如何判断是否具有上面显示的联合 pdf 或具有相同相关系数的双变量联合正态密度?XY

相反,如果独立随机变量(注意完全没有提到的正态性)并且是正态的,那么是正态随机变量(Feller,第 XV.8 章,定理 1)。XYXYX+YXY

这当然是可能的。

从理论的角度来看,有许多不同的方法可以“表征”多元正态分布,例如Hamedani, GG (1992)。双变量和多变量正态表征:简要调查。统计理论与方法通讯,21(9),2665-2688。

从实际的角度来看,例如Henze, N. (2002)。多元正态性的不变检验:批判性审查。统计论文,43(4),467-506。

这是个有趣的问题。我将从另一个角度来看它:您何时应该期望具有正态边际的联合分布,而不是多正态分布?

数据中发生的某些现象不能用多元正态分布来描述,而此类现象的一些示例(甚至是列表)很有趣。两个例子,作为开始:如果随机向量(Y,XT)T是多正规的(拿这里Y作为标量),那么条件期望Y给定X采用线性函数的形式X

E[YX=x]=β0+βTx
对于一些参数β0,β(可以从期望和协方差矩阵计算得到(Y,XT)T)。所以,如果数据表明回归YX是非线性的,或者需要交互项,则联合分布不能是多正态的。有关示例,请参见两个相同边际正态随机变量的条件期望

另一个例子是我可以分析或建模条件相关吗?这是关于研究以第三个变量为条件的两个变量之间的相关性,相关性如何随第三个变量的值而变化。如果三个变量是多正态的,可以很容易地证明条件相关是一个常数,所以这种现象不会发生。

但肯定还有很多其他有趣的例子......