Многомерное нормальное распределение

27-06-2023

Многоме́рное норма́льное распределе́ние (или многоме́рное га́уссовское распределе́ние) в теории вероятностей — это обобщение одномерного нормального распределения.

Определения

Случайный вектор имеет многомерное нормальное распределение, если выполняется одно из следующих эквивалентных условий:

.
  • Существует вектор и неотрицательно определённая симметричная матрица размерности , такие что характеристическая функция вектора имеет вид:
.

Замечания

  • Если рассматривать только распределения с невырожденной ковариационной матрицей, то эквивалентным будет также следующее определение:
Существует вектор и неотрицательно определённая симметричная матрица размерности , такие что плотность вероятности вектора имеет вид:
,
где — определитель матрицы , а — матрица обратная к


  • Вектор является вектором средних значений , а — его ковариационная матрица.
  • В случае , многомерное нормальное распределение сводится к обычному нормальному распределению.
  • Если случайный вектор имеет многомерное нормальное распределение, то пишут .

Свойства многомерного нормального распределения

  • Если вектор имеет многомерное нормальное распределение, то его компоненты имеют одномерное нормальное распределение. Обратное, вообще говоря, неверно (см. пример [1])!
  • Если случайные величины имеют одномерное нормальное распределение и совместно независимы, то случайный вектор имеет многомерное нормальное распределение. Матрица ковариаций такого вектора диагональна.
  • Если имеет многомерное нормальное распределение, и его компоненты попарно некоррелированы, то они независимы. Однако, если только компоненты имеют одномерное нормальное распределение и попарно не коррелируют, то отсюда не следует, что они независимы.
Контрпример. Пусть , а с равными вероятностями. Тогда если , то корреляция и равна нулю. Однако, эти случайные величины зависимы.
  • Многомерное нормальное распределение устойчиво относительно линейных преобразований. Если , а  — произвольная матрица размерности , то
.
 п·о·р        Вероятностные распределения
Одномерные Многомерные
Дискретные: Бернулли | биномиальное | геометрическое | гипергеометрическое | логарифмическое | отрицательное биномиальное | Пуассона | дискретное равномерное мультиномиальное
Абсолютно непрерывные: Бета | Вейбулла | Гамма | гиперэкспоненциальное | Колмогорова | Коши | Лапласа | логнормальное | нормальное (Гаусса) | логистическое | Накагами |Парето | полукруговое | непрерывное равномерное | Райса | Рэлея | Стьюдента | Фишера | хи-квадрат | экспоненциальное | variance-gamma многомерное нормальное | копула

Многомерное нормальное распределение.

© 2011–2023 stamp-i-k.ru, Россия, Барнаул, ул. Анатолия 32, +7 (3852) 15-49-47