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確率・用語・期待値・モーメント
2つ(以上)の変数の同時分布から、片方の変数だけに注目してその分布を取り出したものが周辺分布です。表なら「行ごと・列ごとの合計」、連続なら「一方の変数で積分」して得ます。注意したいのは逆方向:周辺分布が分かっても、元の同時分布は一意には決まりません。
の同時分布表。各セルが同時確率 。行方向に足すと の周辺分布(、
周辺分布とは、複数の変数の同時分布から、一方の変数を「足し合わせて消す」ことで得られる、各変数単独の分布です。連続なら同時密度 を相手の変数で積分し
定義(連続)
同時確率表
連続の場合、 の周辺分布 の求め方は?
同時確率 のときの は?
周辺分布から元の同時分布を一意に復元できるか?
同時分布を一方の変数で積分(周辺化)して得る各変数単独の分布。
具体例で見ましょう。、 の同時確率が次の表だとします:、、、(合計1.0)。 の周辺分布は行ごとに足して (合計1.0)。 の周辺分布は列ごとに足して (合計1.0)。このように、周辺分布はもとの同時分布から機械的に計算できます。
ここで最も大切な注意は、周辺分布が分かっても同時分布は一意に決まらないということです。上の周辺( と )だけを手がかりに元の表を復元しようとしても、無数の同時分布が同じ周辺を与えうるため、もとの という中身は再現できません。実際、もし と が独立(確率変数の独立)なら同時確率は周辺の積になり のはずですが、実際の値は で一致しません。つまりこの は独立ではなく、独立というのは「同時分布=周辺の積」が成り立つ特別な場合にすぎません。逆に言えば、独立でない限り、変数同士の結びつき(依存構造)は周辺分布の外にあり、同時分布を見ないと分からないのです。
定義(離散)
。表なら行(または列)ごとの合計が周辺分布。
周辺は同時から一意に出る
同時分布が与えられれば、足す/積分するだけで周辺分布は機械的に求まる。
逆は一意でない
周辺分布だけからは元の同時分布を復元できない。依存構造(結びつき)は周辺の外にある。
独立は特別な場合
(同時=周辺の積)が成り立つのが独立(確率変数の独立)。一般には成り立たない。
周辺:/。
独立性チェック: なので独立でない。よって周辺だけから元の表は復元できない。