Obs:
x e y absolutamente continuas ⟹(x,y) absolutamente continuo.
Por ejemplo: X∼U[0,1] Y=X , (x,y)=(x,x), P(=1(x,x)∈s)=∫sf=0
Independencia
x1,…,xn son independientes.
P(x1∈A1,x2∈A2,…,xn∈An)=∏P(Xi∈Ai)Para todo A1,…,An bolerianos
Obs:
Si x1,…,xnson independientes cualquier subconjunto lo es.
Si tengo infinitas variables, son independientes si toda subfamilia lo es.
Prop:
Si x1,…,xn son independientes.
Fx1,..,xn(t1,…,tn)=Fx1(t1)…Fxn(tn)
Vale que
Si FX(t)=F1(t1)⋅F2(t2)…Fn(tn)
con
t→∞limFi(ti)=1,
entonces son independientes.
Criterio para discretas
x1,…,xn son independientes⟺Px1,x2,…,xn(x1…xn)=Px1(x1)…Pxn(xn)
dem:
para n=2
⟸)
X⊆RX,Y⊆RY
P({x∈A}∩{Y∈B})=X∈A,Y∈B∑PXY(X,Y)=
=∑∑PX(X)⋅PY(Y)−X∈A∑PX(A)Y∈B∑PY(Y)=
=(X∈A∑PX(X))⋅(Y∈B∑PY(Y))
=P(X∈A)⋅P(Y∈B)
Tiro una moneda 3 veces.
Y= cantidad de caras
X={10Cara la primeracc
Ejemplo:
| Y \ X |
0 |
1 |
|
| 1 |
91 |
92 |
31 |
| 2 |
91 |
92 |
31 |
| 3 |
91 |
92 |
31 |
|
31 |
32 |
|
|
|
|
|
Caso continuo
x1,…xn son independientes⟺fx1,…,xn=fx1⋅fx2⋅⋯⋅fxn
Más aún,
si
fX(X)=f1(x1)⋅f2(x2)…fn(xn)y∫−∞+∞f1(x)dx=1
Entonces fx1=fi y son independientes.
Ejemplo: (x,y) con densidad
fXY(X,Y)=43⋅X2Y⋅1[−1,1](X)⋅1[0,2](Y)
=43⋅X2⋅1[−1,1](X)⋅Y⋅1[0,2](Y)
∫02YdY=2
fY(Y)=21⋅Y⋅1[0,2](Y)yfX(X)=23⋅X⋅1[−1,1](X)
X e Y son independientes.
Ejemplo 2:
fXY(X,Y)=e−Y1(0,Y)(X)
fX(X)=e−X1(0,+∞)(X)
fY(Y)=Y⋅e−Y1(0,+∞)(Y)
fXY=FX⋅FY
Ejemplo de vector aleatorio.
Uniforme, dado G⊆Rn
X∼Usi fX(X)=vol(G)1(G)(X)
Donde vol(G)=∫Gdx1…dxn
Ejemplo
D={(x,y)∈R2x2+y2≤1}
X∼U(D)
fX(X)=π1⋅1D(X,Y)
X e Y no son independientes.
soporte rectangular no significa independencia.
Si (X,Y) es un vector discreto y Z=g(X,Y)
PZ(k)=X∈RX,Y∈RY,g(X,Y)=k∑PXY(X,Y)
Ejemplo:
X∼P(λ1),Y∼P(λ2),X,Y independientes
Z=X+Y∼P(λ1+λ2)
PZ(k)=s∈N0,t∈N0,s+t=k∑PXY(s,t)=s=0∑kPX,Y(s,k−s)
=s=0∑ks!λ1s⋅e−λ1⋅(k−s)!λ2k−s⋅e−λ2
=k!(λ1+λ2)k⋅e−(λ1+λ2)
Ejemplo continuo
X,Y∼D[0,1]Z=YX
X,Y independientes.
P(Z≤t)=P(YX≤t)=P(X≤t⋅Y)
fXY=1[0,1)×[0,1)(X,Y)
Además Y≥tX
Si t<1:
Mirando el gráfico de la región vemos que
P(X≤t⋅Y)=2t
Teorema del cambio de variables
U,V∈Rn
g:U⟶V,C1 con inversa C1
A⊆V
∫g−1(A)f(X)dX=∫Af(g−1(Y))⋅∣Jg−1(Y)∣dY
Si X es un vector aleatorio y f=fX
P(g(X)∈A)=P(X∈g−1(A))=∫AfX(g−1(X))⋅∣Jg−1(X)∣⋅1V(X)dY
fY(Y)=fX(g−1(Y))⋅∣Jg−1(Y)∣⋅1V(Y)⋅1Im(Y)(Y)
Lo puedo usar para X,Y∼U[0,1] independientes.
Z=YX
Agrego W=Y así voy de R2 a R2
g(X,Y)=(YX,Y)
g−1(Z,W)=(Z⋅W,W)
∣Jg−1∣=[W0Z1]=W
fZW(Z,W)=1[0,1](Z⋅W)⋅1[0,1](W)⋅W
Para rescatar la marginal de Z integro:
fZ(Z)=∫−∞+∞fZW(Z,W)dW
X,Y∼N(0,1) independientes
fX,Y(X,Y)=(2π)21⋅e−2x2⋅e−2Y2=2π1⋅e2−x2−y2=2π1⋅e2−∣∣X∣∣2
Obs: Si A⊆R2×2 es ortogonal, A⋅AT=I
Z=A(XY)
fZ(Z)=2π1⋅e−2∣∣A−1Z∣∣2det(A−1)=2π1⋅2π1⋅e−2Z12⋅e−2Z22
Z1,Z2∼N(0,1)independientes.
Si ∣∣(a,b)∣∣=1 entonces a⋅X+b⋅Y∼N(0,1)
tomo
A=(abb−a)
Z1=a⋅X+b⋅Y
Si a,b∈R a⋅X+b⋅Y es normal.
Vale que si X∼N(μX,σX2), Y∼N(μY,σY2) . Independientes.
a⋅X+b⋅Y es normal.
Escuchar audio, importante. 00:38:16 parte 2.
Distribución Γ
X∼Γ(α,λ)
fX(X)=Γ(α)λα⋅Xα−1⋅e−λX⋅1(0,+∞)(X)
Γ(Y)=∫0+∞XY−1⋅e−YdX
Γ(Y+1)=Y⋅P(Y)Γ(n)=(n−1)!Γ(21)=π
X∼Γ(1,λ)
X∼E(λ)X∼E(λ)Y∼E(λ)
Entonces X+Y∼Γ(2,λ) , independientes
X+YX∼U[0,1]