La probabilità precedente è
×
|Λ|N/2exp{−12(∑i=1NxTiΛxi−Nx¯TΛμ−μTΛNx¯+NμTΛμ)}×|Λ|(ν0−D−1)/2exp{−12tr(W−10Λ)}×|Λ|1/2exp{−κ02(μTΛμ−μTΛμ0−μT0Λμ+μT0Λμ0)}.
Questo può essere riscritto come
Possiamo riscrivere
|Λ|1/2|Λ|(ν0+N−D−1)/2×exp{−12((κ0+N)μTΛμ−μTΛ(κ0μ0+Nx¯)−(κ0μ0+Nx¯)TΛμ+κ0μT0Λμ0+∑i=1NxTiΛxi+tr(W−10Λ))}
(κ0+N)μTΛμ−μTΛ(κ0μ0+Nx¯)−(κ0μ0+Nx¯)TΛμ+κ0μT0Λμ0+∑i=1NxTiΛxi+tr(W−10Λ)
come segue aggiungendo e sottraendo un termine:
(κ0+N)μTΛμ−μTΛ(κ0μ0+Nx¯)−(κ0μ0+Nx¯)TΛμ+1κ0+N(κ0μ0+Nx¯)TΛ(κ0μ0+Nx¯)−1κ0+N(κ0μ0+Nx¯)TΛ(κ0μ0+Nx¯)+κ0μT0Λμ0+∑i=1NxTiΛxi+tr(W−10Λ).
Le prime due linee ora sono scomposte come
(κ0+N)(μ−κ0μ+Nx¯κ0+N)TΛ(μ−κ0μ+Nx¯κ0+N).
Aggiunta e sottrazione di , la seguente:
può essere riscritto come
Nx¯TΛx¯
−1κ0+N(κ0μ0+Nx¯)TΛ(κ0μ0+Nx¯)+κ0μT0Λμ0+∑i=1NxTiΛxi+tr(W−10Λ)
∑i=1N(xTiΛxi−xTiΛx¯−x¯TΛxi+x¯TΛx¯)+Nx¯TΛx¯+κ0μT0Λμ0−1κ0+N(κ0μ0+Nx¯)TΛ(κ0μ0+Nx¯)+tr(W−10Λ).
Il termine somma
∑i=1N(xTiΛxi−xTiΛx¯−x¯TΛxi+x¯TΛx¯)
uguale a
Ora
può essere espanso come
∑i=1N(xi−x¯)TΛ(xi−x¯).
Nx¯TΛx¯+κ0μT0Λμ0−1κ0+N(κ0μ0+Nx¯)TΛ(κ0μ0+Nx¯)
Nx¯TΛx¯+κ0μT0Λμ0−1κ0+N(κ20μT0Λμ0+Nκ0μT0Λx¯0+Nκ0x¯TΛμ0+N2x¯TΛx¯),
che è uguale
Nκ0κ0+N(x¯TΛx¯−x¯TΛμ0−μT0Λx¯+μT0Λμ0)=Nκ0κ0+N(x¯−μ0)TΛ(x¯−μ0).
I seguenti due termini sono scalari:
E qualsiasi scalare è uguale alla sua traccia, quindi
∑i=1N(xi−x¯)TΛ(xi−x¯),Nκ0κ0+N(x¯−μ0)TΛ(x¯−μ0).
tr(W−10Λ)+∑i=1N(xi−x¯)TΛ(xi−x¯)+Nκ0κ0+N(x¯−μ0)TΛ(x¯−μ0)
può essere riscritto come
Poiché , la somma sopra è uguale
tr(W−10Λ)+tr(∑i=1N(xi−x¯)TΛ(xi−x¯))+tr(Nκ0κ0+N(x¯−μ0)TΛ(x¯−μ0)).
tr(ABC)=tr(CAB)tr(W−10Λ)+tr(∑i=1N(xi−x¯)(xi−x¯)TΛ)+tr(Nκ0κ0+N(x¯−μ0)(x¯−μ0)TΛ).
Utilizzando il fatto che , possiamo riscrivere la somma come
tr(A+B)=tr(A)+tr(B)tr(W−10Λ+∑i=1N(xi−x¯)(xi−x¯)TΛ+Nκ0κ0+N(x¯−μ0)(x¯−μ0)TΛ)=tr((W−10+∑i=1N(xi−x¯)(xi−x¯)T+Nκ0κ0+N(x¯−μ0)(x¯−μ0)T)Λ).
Mettendo tutto insieme, se lasciamo abbiamo che la probabilità precedente è uguale
S=∑Ni=1(xi−x¯)(xi−x¯)T×
|Λ|1/2exp{−κ0+N2(μ−κ0μ+Nx¯κ0+N)TΛ(μ−κ0μ+Nx¯κ0+N)}×|Λ|(ν0+N−D−1)/2exp{−12tr((W−10+S+Nκ0κ0+N(x¯−μ0)(x¯−μ0)T)Λ)},
come richiesto.