একটি যোগফলের ভেরিয়েন্সগুলি বৈকল্পগুলির সমষ্টিটির সমান?


62

এটি কি (সর্বদা) সত্য যে

Var(∑i=1mXi)=∑i=1mVar(Xi)?

3
নীচের উত্তরগুলি প্রমাণ দেয়। অন্তর্দৃষ্টিটি সাধারণ ক্ষেত্রে বর্ণে দেখা যায় (x + y): যদি x এবং y ইতিবাচকভাবে সম্পর্কিত হয় তবে উভয়ই একসাথে বড় / ছোট হতে থাকবে এবং মোট প্রকরণের বৃদ্ধি ঘটবে। যদি এগুলি নেতিবাচকভাবে সম্পর্কিত হয়, তবে তারা একে অপরকে বাতিল করার প্রবণতা পোষণ করবে, সম্পূর্ণ প্রকরণ হ্রাস পাবে।
— আসাদ ইব্রাহিম

উত্তর:


91

আপনার প্রশ্নের উত্তর "কখনও কখনও, তবে সাধারণভাবে হয় না"।

এটি দেখতে এলোমেলো ভেরিয়েবল (সীমাবদ্ধ ভেরিয়েন্স সহ) হতে দিন। তারপর,এক্স1,।।।,এক্সএন

বনামএকটিR(Σআমি=1এনএক্সআমি)=ই([Σআমি=1এনএক্সআমি]2)-[ই(Σআমি=1এনএক্সআমি)]2

এখন নোট করুন , যা আপনি যদি পরিষ্কার হন তবে আপনি যখন হাতে হাতে গণনা করছেন তখন আপনি কী করছেন তা ভাবুন । অতএব, ( একটি 1 + + । । । + + একটি এন ) ⋅ ( একটি 1 + + । । । + + একটি এন )(Σআমি=1এনএকটিআমি)2=Σআমি=1এনΣঞ=1এনএকটিআমিএকটিঞ(একটি1+ +।।।+ +একটিএন)⋅(একটি1+ +।।।+ +একটিএন)

ই([Σআমি=1এনএক্সআমি]2)=ই(Σআমি=1এনΣঞ=1এনএক্সআমিএক্সঞ)=Σআমি=1এনΣঞ=1এনই(এক্সআমিএক্সঞ)

একইভাবে,

[ই(Σআমি=1এনএক্সআমি)]2=[Σআমি=1এনই(এক্সআমি)]2=Σআমি=1এনΣঞ=1এনই(এক্সআমি)ই(এক্সঞ)

সুতরাং

বনামএকটিR(Σআমি=1এনএক্সআমি)=Σআমি=1এনΣঞ=1এন(ই(এক্সআমিএক্সঞ)-ই(এক্সআমি)ই(এক্সঞ))=Σআমি=1এনΣঞ=1এনগণবনাম(এক্সআমি,এক্সঞ)

covariance সংজ্ঞা দ্বারা।

এখন সম্পর্কিত একটি সমষ্টিটির প্রকরণের বৈকল্পের সমষ্টিটির সমান? :

  • ভেরিয়েবল, হ্যাঁ সম্পর্কহীন হন : যে, জন্য , তারপরআমি ≠ ঞ বনাম একটি দ ( এন Σ আমি = 1 এক্স আমি ) = ঢ Σ আমি = 1 এন Σ ঞ = 1 গ ণ বনাম ( এক্স আমি , এক্স ঞ ) = ঢ ∑ i = 1 সি ও ভি ( এক্স আই ,গণবনাম(এক্সআমি,এক্সঞ)=0আমি≠ঞ

    বনামএকটিR(Σআমি=1এনএক্সআমি)=Σআমি=1এনΣঞ=1এনগণবনাম(এক্সআমি,এক্সঞ)=Σআমি=1এনগণবনাম(এক্সআমি,এক্সআমি)=Σআমি=1এনবনামএকটিR(এক্সআমি)
  • যদি ভেরিয়েবলগুলি সংযুক্ত হয়, না, সাধারণভাবে নয় : উদাহরণস্বরূপ, ধরুন দুটি ভেরিয়েবল each এবং with যেখানে । তারপরে , সুতরাং পরিচয় ব্যর্থ।σ 2 সি ও ভি ( এক্স 1 , এক্স 2 ) = ρ 0 < ρ < σ 2 ভি এ আর ( এক্স 1 + এক্স 2 ) = 2 ( σ 2 + ρ ) ≠ 2 σ 2এক্স1,এক্স2σ2গণবনাম(এক্স1,এক্স2)=ρ0<ρ<σ2বনামএকটিR(এক্স1+ +এক্স2)=2(σ2+ +ρ)≠2σ2

  • তবে এটি নির্দিষ্ট উদাহরণগুলির জন্য সম্ভব : ধরুন কোভেরিয়েন্স ম্যাট্রিক্স তারপরে( 1 0.4 - 0.6 0.4 1 0.2 - 0.6 0.2 1 ) বনাম একটি দ ( এক্স 1 + + এক্স 2 + + এক্স 3 ) = 3 = V একটি দ ( এক্স 1 ) + + V একটি দ ( এক্স 2 ) + ভি এ আর ( এক্স 3 )এক্স1,এক্স2,এক্স3

    (10.4-0.60.410.2-0.60.21)
    বনামএকটিR(এক্স1+ +এক্স2+ +এক্স3)=3=বনামএকটিR(এক্স1)+ +বনামএকটিR(এক্স2)+ +বনামএকটিR(এক্স3)

অতএব যদি ভেরিয়েবলগুলি অসংরক্ষিত হয় তবে যোগফলের বৈকল্পিকটি হল রূপগুলির যোগফল, তবে কনভার্স সাধারণভাবে সত্য নয় ।


কোভারিয়েন্স ম্যাট্রিক্সের উদাহরণ সম্পর্কে, নিম্নলিখিতটি সঠিক: উপরের ডান এবং নীচের বাম ত্রিভুজগুলির মধ্যে প্রতিসাম্যটি প্রতিফলিত করে যে , তবে প্রতিসাম্য উপরের বাম এবং নীচের ডানদিকে (এই ক্ষেত্রে যে উদাহরণের কেবল একটি অংশ, তবে দুটি পৃথক দিয়ে প্রতিস্থাপন করা যেতে পারে নম্বরে যে সমষ্টি যেমন, এবং আবার ধন্যবাদ।cov(এক্সআমি,এক্সঞ)=cov(এক্সঞ,এক্সআমি)cov(এক্স1,এক্স2)=cov(এক্স2,এক্স3)=0.30.6cov(এক্স1,এক্স2)=একটিcov(এক্স2,এক্স,3)=0.6-একটি
— আবে

41

var(Σআমি=1মিএক্সআমি)=Σআমি=1মিvar(এক্সআমি)+ +2Σআমি<ঞCov(এক্সআমি,এক্সঞ)।

সুতরাং, যদি সমবায়ুদের গড় গড় হয় , যা পরিণতি হতে পারে যদি ভেরিয়েবলগুলি যুগলভাবে অসম্পর্কিত হয় বা যদি তারা স্বতন্ত্র থাকে, তবে যোগফলের প্রকরণটি বৈকল্পগুলির যোগফল।0

উদাহরণ যেখানে এটি সত্য নয়: আসুন । যাক । তারপরে ।var(এক্স1)=1এক্স2=এক্স1var(এক্স1+ +এক্স2)=var(2এক্স1)=4


এটি নমুনা বৈকল্পিকের জন্য খুব কমই সত্য হবে।
— ডিউইন

1
@ ডিউইন, "বিরল" একটি সংক্ষিপ্ত বিবরণ - যদি এর অবিচ্ছিন্ন বিতরণ থাকে তবে সম্ভাব্যতার যোগফলের নমুনার বৈকল্পিকটি ঠিক 0 :) তে নমুনার পরিবর্তনের যোগফলের সমানএক্স
— ম্যাক্রো

15

আমি ম্যাক্রোর দেওয়া প্রুফের আরও সুসংগত সংস্করণ যুক্ত করতে চেয়েছিলাম, তাই কী চলছে তা দেখতে আরও সহজ।

লক্ষ্য করুন যে যেহেতুvar(এক্স)=Cov(এক্স,এক্স)

কোনও দুটি এলোমেলো ভেরিয়েবল আমাদের রয়েছে:এক্স,ওয়াই

var(এক্স+ +ওয়াই)=Cov(এক্স+ +ওয়াই,এক্স+ +ওয়াই)=ই((এক্স+ +ওয়াই)2)-ই(এক্স+ +ওয়াই)ই(এক্স+ +ওয়াই)প্রসারিত করে,=ই(এক্স2)-(ই(এক্স))2+ +ই(ওয়াই2)-(ই(ওয়াই))2+ +2(ই(এক্সওয়াই)-ই(এক্স)ই(ওয়াই))=var(এক্স)+ +var(ওয়াই)+ +2(ই(এক্সওয়াই))-ই(এক্স)ই(ওয়াই))
সুতরাং সাধারণভাবে, দুটি এলোমেলো ভেরিয়েবলের যোগফলের বৈকল্পিকের যোগফল নয়। তবে, স্বতন্ত্র হলে , এবং আমাদের ।এক্স,ওয়াইই(এক্সওয়াই)=ই(এক্স)ই(ওয়াই)var(এক্স+ +ওয়াই)=var(এক্স)+ +var(ওয়াই)

লক্ষ্য করুন যে আমরা একটি সাধারণ ইন্ডাকশন দ্বারা এলোমেলো ভেরিয়েবলের যোগফলের জন্য ফলাফল তৈরি করতে পারি ।এন


11

হ্যাঁ, এর প্রতিটি জুটি যদি সম্পর্কহীন হয় তবে এটি সত্য।এক্সআমি

উইকিপিডিয়ায় ব্যাখ্যা দেখুন


আমি রাজী. অন্তর্দৃষ্টি বিষয়গুলিতে আপনি একটি সহজ (আরবি) ব্যাখ্যাও পাবেন ।
— জান রোথগেল
আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.