Ви можете довести це, чітко обчисливши умовну щільність грубою силою, як у посиланні Прокрастинатора (+1) у коментарях. Але є також теорема, яка говорить про те, що всі умовні розподіли багатоваріантного нормального розподілу є нормальними. Тому залишається лише обчислити матрицю середнього вектора та коваріації. Я пам’ятаю, ми отримали це в класі часових рядів у коледжі, вміло визначивши третю змінну та використовуючи її властивості, щоб отримати результат простіше, ніж грубе рішення в посиланні (доки вам не подобається матрична алгебра). Я йду з пам’яті, але це було щось подібне:
Нехай - перший розділ, а другий. Тепер визначте де . Тепер ми можемо писатиx1x2z=x1+Ax2A=−Σ12Σ−122
cov(z,x2)=cov(x1,x2)+cov(Ax2,x2)=Σ12+Avar(x2)=Σ12−Σ12Σ−122Σ22=0
Тому і є некорельованими, і, оскільки вони спільно нормальні, вони незалежні . Тепер чітко , тому випливає, щоzx2E(z)=μ1+Aμ2
E(x1|x2)=E(z−Ax2|x2)=E(z|x2)−E(Ax2|x2)=E(z)−Ax2=μ1+A(μ2−x2)=μ1+Σ12Σ−122(x2−μ2)
що доводить першу частину. Для матриці коваріації зауважте, що
var(x1|x2)=var(z−Ax2|x2)=var(z|x2)+var(Ax2|x2)−Acov(z,−x2)−cov(z,−x2)A′=var(z|x2)=var(z)
Зараз ми майже закінчили:
var(x1|x2)=var(z)=var(x1+Ax2)=var(x1)+Avar(x2)A′+Acov(x1,x2)+cov(x2,x1)A′=Σ11+Σ12Σ−122Σ22Σ−122Σ21−2Σ12Σ−122Σ21=Σ11+Σ12Σ−122Σ21−2Σ12Σ−122Σ21=Σ11−Σ12Σ−122Σ21
що доводить другу частину.
Примітка. Для тих, хто не дуже знайомий з матричною алгеброю, яка використовується тут, це відмінний ресурс .
Редагувати: Одне властивість, що використовується тут, це не у матричній кулінарній книзі (хороший улов @FlyingPig) - це властивість 6 на сторінці вікіпедії про матриці коваріації: тобто для двох випадкових векторів , Для скалярів, звичайно, але для векторів вони різні, оскільки матриці розташовані по-різному.x,y
var(x+y)=var(x)+var(y)+cov(x,y)+cov(y,x)
cov(X,Y)=cov(Y,X)