44Нормальный закон распределения на плоскости.
Непрерывная двумерная случайная величина (X,Y) имеет нормальное распределение, если ее совместная плотность вероятности имеет вид
mx – математическое ожидание случайной величины X.
my – математическое ожидание случайной величины Y.
σx – средне квадратичное отклонение СВ X.
σy – средне квадратичное отклонение СВY.
rxy -- коэффициент корреляции.
Условные законы распределения СВ X и Y также являются нормальными:
; (12.2)
.
Условные числовые характеристики имеют вид:
(12.3)
Для системы нормально распределенных случайных величин линии регрессии m[x/y] и m[y/x] представляют собой прямые линии, т.е. регрессия линейна.
Для двумерной нормально распределенной с.в. – если составляющие некоррелированы, то они и независимы, т.е. Þ
(12.4)
Итак, для нормально распределенных составляющих двумерной случайной величины понятия независимости и некоррелированности равносильны.
Можно показать, что двумерная случайная величина (Х,У) распределена нормально, то Х и У связаны линейной кррреляционной зависимостью.
45Условные числовые характеристики систем случайных величин.
Пусть (Х, У) – 2-мерная СВ с известным законом распределения F(X,Y) или f(x,y). Условным математическим ожиданием компоненты Х называется математическое ожидание СВ Х, вычисленное при условии, что СВ Y приняла определенное значение Y=y и обозначается М(Х/Y). Аналогично определяется условное математическое ожидание и для СВ Y.
Используя формулы для вычисления числовых характеристик случайных величин можно вычислить и условные числовые характеристики, заменив безусловные законы распределения на условные.
и
(11.13)
Условное математическое ожидание СВ Y при заданном X=x: M[Y/x]=my/x называется регрессией Y на x; аналогично M[X/y]=mx/y называется регрессией X на y. Графики этих зависимостей от x и y называются линиями регрессии или «кривыми регрессии».
Регрессионный анализ позволяет выявить характер связи между величинами. Представим СВ Y в виде линейной функции Х:
,
где a и b - неизвестные величины.
Теорема. Линейная средняя квадратическая регрессия Y на Х имеет вид
,
здесь - коэффициент регрессии Y на Х,
а прямую - называют прямой среднеквадратической регрессии Y на Х. Аналогично можно получить прямою среднеквадратической регрессии Х на Y.
Обе прямые проходят через точку (mx, my), которую называют центром совместного распределения величин Х и Y.