Условное математическое ожидание зависит от того, какое из возможных
значений принимает случайная величина
, т. е.
от
, следовательно
–
случайная величина непрерывного типа.
Функция называется регрессией
случайной величины
на случайную величину
.
Свойства условного математического ожидания:
.
.
.
Если
– условно независимые величины,
относительно случайной величины
(это означает, что
и
независимы
при каждом значении случайной величины
), тогда
.
.
Доказательство. Рассмотрим, например, дискретный случай.По определению
.
.
Доказательство. Для любого фиксированного номера возможного значения j можем записать
.
Так
как – произвольно, то получаем доказываемое
свойство.
Если
, тогда
.
Доказательство. Рассмотрим опять дискретный случай.Пусть – возможные значения случайной величины
, тогда
=
.
2.11.4. Линейная регрессия
Во многих случаях регрессия случайной величины на случайную величину
, т.е. функция
близка
к линейной, поэтому зависимость
можно заменить линейной
зависимостью
.
Возникает вопрос: как выразить параметры этой
зависимостиa и ?
Для получения параметров используется принцип метода
наименьших квадратов, т. е. a и выбираются из условия
Откуда, записывая необходимое условие существования экстремума, получаем систему уравнений относительно параметров
,
, или
.
Решая эту систему, например по формулам Крамера, находим:
,
,
.
Из второго уравнения системы
.
Таким образом, уравнение линейной регрессии случайной
величины на случайную величину
будет иметь вид:
. (2.25)
Величина называется коэффициентом
линейной регрессии.
Аналогично
можно получить уравнение линейной регрессии случайной величины на случайную величину
, оно имеет вид:
, где
.
2.12. Закон больших чисел
Ранее было отмечено, что нельзя предвидеть, какое из возможных значений примет случайная величина, так как мы не можем учесть все обстоятельства, от которых зависит это событие. Однако в некоторых случаях можно указать вероятность такого события. События, вероятность которых мала, редко происходят, а события, вероятность которых близка к единице, происходят почти обязательно.
Принцип, заключающийся в том, что маловероятные события на практике рассматриваются как невозможные, носит название "принципа практической невозможности маловероятных событий". События, вероятности которых близки к единице, считаются практически достоверными (принцип практической достоверности).
Следовательно, одной из задач теории вероятностей является установление закономерностей, происходящими с вероятностями, близкими к единице или к нулю. Всякое утверждение, устанавливающее отмеченные закономерности, называется законом больших чисел.
Лемма
Маркова. Пусть – случайная величина,
принимающая лишь неотрицательные значения, тогда справедливо неравенство:
.
(2.26)
Доказательство. Это неравенство справедливо как для непрерывных, так и для дискретных случайных величин. Рассмотрим, для определенности, случай непрерывной случайной величины.
.
Оба слагаемых в правой части неотрицательны, поэтому
, но
теперь
, следовательно
, отсюда,
так как
, получаем неравенство (2.26).
Неравенство Чебышева. справедливо неравенство:
.
(2.27)
Это неравенство справедливо как для непрерывных, так и для дискретных случайных величин.
Так как события и
несовместны и противоположны, то
.
Подставляя вероятность ,
выраженную через вероятность противоположного события, в левую часть
неравенства (2.27), получаем эквивалентную запись неравенства Чебышева
. (2.28)
Доказательство. Для определенности пусть - дискретная случайная
величина. Рассмотрим и оценим дисперсию этой случайной величины.
.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.