Covarianza de un vector aleatorio después de una transformación lineal.


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Si Z es un vector aleatorio y es una matriz fija, ¿podría alguien explicar por quéc o v [ A Z ] = A c o v [ Z ] A ⊤ .A

cov[AZ]=Acov[Z]A⊤.

Respuestas:


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Para un vector aleatorio (columna) con vector medio m = E [ Z ] , la matriz de covarianza se define como cov ( Z ) = E [ ( Z - m ) ( Z - m ) T ] . Por lo tanto, la matriz de covarianza de A Z , cuyo vector medio es A m , está dada por cov ( A Z )Zm=E[Z]cov⁡(Z)=E[(Z−m)(Z−m)T]AZAm

cov⁡(AZ)=E[(AZ−Am)(AZ−Am)T]=E[A(Z−m)(Z−m)TAT]=AE[(Z−m)(Z−m)T]AT=Acov⁡(Z)AT.

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— user92612

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ZAT

cov(ZAT)=Acov(Z)AT

cov(ZAT)=E[(ZAT−mAT)(ZAT−mAT)T]=E[(Z−m)ATA(Z−m)T]=E[A(Z−m)(Z−m)TAT]=AE[(Z−m)(Z−m)T]AT=Acov(Z)AT

ABTBAT=BAATBT

ABTBAT=((ABTBAT)T)T=(BATABT)T=B(BATA)T=BAATBT
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