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多元正态分布

2014-06-03 09:32 176 查看
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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标签:  多元高斯分布