Se X e Y non sono correlati, anche X ^ 2 e Y non sono correlati?


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Se due variabili casuali e non sono correlate, possiamo anche sapere che e non sono correlate? La mia ipotesi è si.XYX2Y

X,Y non correlato significa , oppureE[XY]=E[X]E[Y]

E[XY]=xyfX(x)fY(y)dxdy=xfX(x)dxyfY(y)dy=E[X]E[Y]

Significa anche quanto segue?

E[X2Y]=x2yfX(x)fY(y)dxdy=x2fX(x)dxyfY(y)dy=E[X2]E[Y]

4
Sì. Questa domanda è stata posta e risposta prima ma non riesco a trovare un riferimento specifico dal mio dispositivo mobile.
Dilip Sarwate,

2
@DilipSarwate sembra che la risposta accettata fornisca già un contro esempio.
Vim,

8
@DilipSarwate Nel tuo commento devi aver significato "No" anziché "Sì"!
ameba dice Reinstate Monica il

11
@amoeba La versione originale della domanda sull'indipendenza per la quale la risposta è davvero Sì. Da allora è stato modificato per chiedere informazioni su variabili casuali non correlate. Non posso cambiare il mio commento ora.
Dilip Sarwate,

La domanda originale era piuttosto confusa, poiché utilizzava una definizione errata di indipendenza. La domanda attuale è ancora confusa, in quanto afferma una deduzione inappropriata dall'essere non correlata (presuppone ). Spero che @vegardstikbakke legga le definizioni appropriate di indipendente e non correlato, con alcuni esempi. fXY(x,y)=fX(x)fY(y)
Meni Rosenfeld,

Risposte:


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No. Un controesempio:

Sia distribuito uniformemente su , .[ - 1 , 1 ] Y = X 2X[1,1]Y=X2

Quindi e anche ( è funzione dispari), quindi non sono correlati.E [ X Y ] = E [ X 3 ] = 0 X 3 X , YE[X]=0E[XY]=E[X3]=0X3X,Y

MaE[X2Y]=E[X4]=E[X22]>E[X2]2=E[X2]E[Y]

L'ultima disuguaglianza segue dalla disuguaglianza di Jensen. Ne consegue anche che poiché non è costante.E[X22]E[X2]2=Var(X)>0X


Il problema con il tuo ragionamento è che potrebbe dipendere da viceversa, quindi la tua penultima uguaglianza non è valida.fXy


8
Non c'è bisogno di renderlo più complicato con la disuguaglianza di Jensen; è una variabile casuale non negativa e non è wp 1, quindi (oppure puoi semplicemente fare e vedere facilmente il suo positivo ). X40E[X4]>011x4dx
Batman,

1
Dovresti anche aggiungere una trama. Avevo preso in considerazione un esempio simile (Y = | X | su -1: +1) ma l'avrei presentato visivamente.
Anony-Mousse,

2
@Batman Non vedo davvero come ti dia qualcosa dal momento che siamo interessati seE[X22]E[X2]2>0
Jakub Bartczuk,

1
@ Anony-Mousse Non è necessario limitare Y. Y = | X | soddisfa il requisito.
Loren Pechtel,

LorenPechtel per la visualizzazione. Perché IMHO è meglio vedere perché questo può accadere e non solo il risultato matematico è come desiderato.
Anony-Mousse,

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Anche se , non solo è possibile che e siano correlati, ma potrebbero anche essere perfettamente correlati, con :X 2 Y Corr ( X 2 , Y ) = 1Corr(X,Y)=0X2YCorr(X2,Y)=1

> x <- c(-1,0,1); y <- c(1,0,1)
> cor(x,y)
[1] 0
> cor(x^2,y)
[1] 1

O :Corr(X2,Y)=1

> x <- c(-1,0,1); y <- c(-1,0,-1)
> cor(x,y)
[1] 0
> cor(x^2,y)
[1] -1

Nel caso in cui non sia possibile leggere il codice R , il primo esempio equivale a considerare due variabili casuali e con una distribuzione congiunta tale che è altrettanto probabile che sia , o . Nell'esempio perfettamente negativamente correlato, è ugualmente probabile che sia , o .XY(X,Y)(1,1)(0,0)(1,1)(X,Y)(1,1)(0,0)(1,1)

Tuttavia, possiamo anche costruire e tale che , quindi tutti gli estremi sono possibili:XYCorr(X2,Y)=0

> x <- c(-1,-1,0,1,1); y <- c(1,-1,0,1,-1)
> cor(x,y)
[1] 0
> cor(x^2,y)
[1] 0

9

L'errore nel tuo ragionamento è che scrivi quanto segue su : while in generale I due coincidono se , cioè se e sono indipendenti. Essere non correlati è una condizione necessaria ma non sufficiente per essere indipendenti. Quindi se due variabili e non sono correlate ma dipendenti, allora e possono essere correlati.E[h(X,Y)]

E[h(X,Y)]=h(x,y)fX(x)fY(y)dxdy
f X Y ( x , y ) = f X ( x ) f Y ( y ) X Y X Y f ( X ) g ( Y )
E[h(X,Y)]=h(x,y)fXY(x,y)dxdy.
fXY(x,y)=fX(x)fY(y)XYXYf(X)g(Y)
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