多元正态分布

来源:互联网 发布:文件服务器java 编辑:程序博客网 时间:2024/04/30 07:59

多元正态分布


先定义一个d元随机向量,这里用列向量来表示,每一个元素都是一个一元随机变量,如

  ,其转置为 

其中表示这个多元随机变量的第i个分量,它是一个一维的随机变量。


高斯分布主要是用均值和方差来作为参数的分布,我们来看看随机向量的均值和方差




关于方差,在多元分布里面,就是协方差矩阵




其中





是协方差矩阵的逆, 是协方差矩阵的行列式


是非负矩阵,但是我们只考虑正定矩阵的情况


现在来看多元正态分布的函数表达式





现在来看二元正态分布的情况


均值

协方差矩阵



在来计算二维正态分布的协方差矩阵的行列式


因为




为了求出协方差矩阵的逆,首先看一下一些线性代数的概念,假设有矩阵

那么第i行,第j列的代数余子式为去掉A第i行,第j列之后的矩阵的行列式,记为

那上面的矩阵A为例子,那么


那么代数余子式为

那么我们可以定义:矩阵A伴随矩阵A的余子矩阵的转置矩阵


同样用矩阵A来做例子,有如下公式




那么矩阵A的逆矩阵就是




现在来计算二元高斯函数的协方差矩阵的逆矩阵




那么协方差矩阵的伴随矩阵为:




那么协方差矩阵的逆矩阵为




指数部分








 









考虑到这里得到下面的结论




  

那么二元正态分布的函数表达式为






如果我们引入相关性,可以得到另外一种形式,先看相关性的定义




                                                                                                                                                            <b

其中



       
       

   
       同样
  


那么


变形得到,将其代入上面得到的二元正态分布函数中,可以得到另外一种表达方式




整理得到


   继续整理


   继续整理

得到



 


这就是用相关系数来表示的二维正态分布的表现形式

下面看看二维正态分布的条件分布公式

 


 


  


 


 


 


 


 










整理一下得到,条件分布公式为



 


 

可以看出,只要求出其中一个,另外一个的坐标做相应的调换就可以了














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