平均、分散、共分散の計算

X 1 = a 11 Y 1 + a 12 Y 2 + μ 1

X 2 = a 21 Y 1 + a 22 Y 2 + μ 2

ただし,確率変数 Y 1 Y 2 は,互いに独立

Y 1 N 0 , 1 E Y 1 = 0 Var Y 1 = 1

Y 2 N 0 , 1 E Y 2 = 0 Var Y 2 = 1

とする.

X 1 X 2 の平均 E X 1 E X 2 ,分散 Var X 1 Var X 2 ,共分散 Cov X 1 , X 2 を求める.

E X 1 = E a 11 Y 1 + a 12 Y 2 + μ 1

E a X + b = a E X + b E a X + b Y = a E X + b E Y の関係より

= a 11 E Y 1 + a 12 E Y 2 + μ 1

= μ 1

E X 2 = E a 21 Y 1 + a 22 Y 2 + μ 2

E a X + b = a E X + b E a X + b Y = a E X + b E Y の関係より

= a 21 E Y 1 + a 22 E Y 2 + μ 2

= μ 2

Var X 1 = Var a 11 Y 1 + a 12 Y 2 + μ 1

Var a X + b = a 2 Var X Var a X + b Y = a 2 Var X + b 2 Var Y の関係より

= a 11 2 Var Y 1 + a 12 2 Var Y 2

= a 11 2 + a 12 2

Var X 2 = Var a 21 Y 1 + a 22 Y 2 + μ 2

Var a X + b = a 2 Var X Var a X + b Y = a 2 Var X + b 2 Var Y の関係より

= a 21 2 Var Y 1 + a 22 2 Var Y 2

= a 21 2 + a 22 2

Cov X 1 , X 2 = E X 1 E X 1 X 2 E X 2   (共分散を参照)

= E a 11 Y 1 + a 12 Y 2 + μ 1 μ 1 a 21 Y 1 + a 22 Y 2 + μ 2 μ 2

= E a 11 Y 1 + a 12 Y 2 a 21 Y 1 + a 22 Y 2

= E a 11 a 21 Y 1 2 + a 11 a 22 + a 12 a 21 Y 1 Y 2 + a 12 a 22 Y 2 2

E a X + b = a E X + b E a X + b Y = a E X + b E Y の関係より

= a 11 a 21 E Y 1 2 + a 11 a 22 + a 12 a 21 E Y 1 Y 2 + a 12 a 22 E Y 2 2

E X Y = E X E Y Var X = E X 2 E X 2 の関係より

= a 11 a 21 + a 12 a 22

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最終更新日: 2026年7月10日