אי תלות בין משתנים מקריים רציפים

בדומה ל מקרה הבדיד נאמר ששתי משתנים מקריים רציפים X,Y הם בלתי תלויים אם ה PDF המשותף שלהם הוא תוצר של הPDF השוליים:

fX,Y(x,y)=fX(x)fY(y)

מהנוסחה של PDF מותנה fX,Y(x,y)=fX|Y(x|y)fY(y) אנחנו למדים שמשמעות הדבר באי תלות היא ש

fX|Y(x|y)=fX(x)

ובאופן סימטרי

fY|X(y|x)=fY(y)
Info

מה שזה אומר בעצם היא שלכל ערך y או x שניקח בהתאמה לפונקציות הנ״ל, החתיכה שנקבל שקולה ל fX(x) או fY(y) בהתאמה.

ההכללה למקרה של יותר משתי משתנים היא די אינטואיטיבית למשל עבור המקרה של 3 משתנים נאמר :

fX,Y,Z(x,y,z)=fX(x)fY(y)fZ(z)

אם X,Y הם בלתי תלויים, אז כל שתי מאורעות מהצורה {XA} and {YB} הם בלתי תלויים. אכן,

P(XA,YB)=XAYBfX,Y(x,y)dxdy=XAYBfX(x)fY(y)dxdy=XAfX(x)dxYBfY(y)dy=P(XA)P(YB)

באופן ספציפי נקבל מהנ״ל

FX,Y(x,y)=P(Xx,Yy)=P(Xx)P(Yy)=FX(x)FY(y)

בגלל הקשר של CDF למשתנה מקרי רציף ובדדי כאחד, אנחנו יכולים להגיד שהנ״ל מהווה איזשהו משפט הגדרה לאי תלות בין שתי משתנים באופן כללי , בלי תלות לסיווגם.

תכונה חשובה נוספת היא ש

E[g(X)h(Y)]=E[g(X)]E[h(Y)]

ומזה כמובן משתמע המקרה הפרטי של פונקצייה הזהות

E[XY]=E[X]E[Y]

משתנים נורמלים בלתי תלויים

יהיו X,Y משתנים נורמלים בלתי תלויים עם תוחלות μx,μy בהתאמה ושונות σx2,σy2 בהתאמה. נקבל הפונקציית הצפיפות המשותפת תהיה

fX,Y(x,y)=fX(x)fY(y)=12πσxσye(xμx)22σx2(yμy)22σy2

הPDF המשותף הוא מעין צורת פעמון כאשר המרכז הוא μx,μy . כמו כן באמצעות קווי המתאר כלומר בהינתן קבוע כלשהו קו מתאר מסויים יהיה מצב שבוא

fX,Y(x,y)=constant

במקרה שלנו נוכל להמיר את זה למצב שבו

(xμx)22σx2+(yμy)22σy2=constant

כי רק במעריך יש תלות במשתנים.

אם כן, נקבל שקווי המתאר האלה הם אליפסות במישור הדו מימדי ובמצב שבוא σy=σx למשל אם שניהם היו סטנדרטים , היינו מקבלים מעגל.

Pasted image 20230126115003.png|300

Pasted image 20230126115014.png