¿Son dos variables aleatorias normales estándar siempre independientes?


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Aprendí que la distribución normal estándar es única porque la media y la varianza se fijan en 0 y 1 respectivamente. Por este hecho, me pregunto si dos variables aleatorias estándar deben ser independientes.


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¿Por qué deberían ser ...? La independencia no tiene nada que ver con la distribución.
— Tim

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Considere X y X . No son independientes.
— djechlin

Puede encontrar esto útil desde un punto de vista práctico. stats.stackexchange.com/questions/15011/…
— JustGettin Comenzó el

Además de los buenos ejemplos dados, considere generalmente una distribución normal bivariada con N (0,!) Distribuciones marginales. Es posible tener cualquier correlación entre -1 y 1. Los ejemplos a continuación son todos casos especiales. Por otro lado, es posible que dos variables normales estándar sean dependientes pero no tengan una distribución bivariada.
— Michael R. Chernick

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Noté que Batman da un resultado general que puede ser el mismo que estoy sugiriendo. El caso Y = -X tiene correlación -1 y, por lo tanto, es una forma degenerada de una normal bivariada. No he visto un ejemplo aquí (en esta publicación) que ilustre un caso que no sea bivariante normal.
— Michael R. Chernick

Respuestas:


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La respuesta es no. Por ejemplo, si es una variable aleatoria estándar, Y = - X sigue las mismas estadísticas, pero X e Y son claramente dependientes.XY=−XXY


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No, no hay razón para creer que dos gaussianos estándar sean independientes.

Aquí hay una construcción matemática simple. Suponga que e Y son dos variables normales estándar independientes. Entonces el parXY

X,X+Y2

son dos variables normales estándar dependientes . Entonces, siempre que sean dos variables normales independientes , debe haber dos dependientes .

La segunda variable es normal porque cualquier combinación lineal de variables normales independientes es nuevamente normal. El está ahí para hacer que la varianza sea igual a1.21

V(X+Y2)=122(V(X)+V(Y))=1

XX=x

E[X+Y2∣X=x]=x2

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Here's a fairly wide answer:

Let X,Y be jointly Gaussian random variables (i.e. for any a,b real numbers, aX+bY has a Gaussian distribution). Then, X and Y are independent if and only if E[(X−E[X])(Y−E[Y])]=0 (i.e. they are uncorrelated). See these notes, for example, for details.

How can you generate standard normal random variables which are not independent? Pick your favorite matrix of the form Σ=[1pp1] such that (λ−1)2−p2 has positive roots in λ. Then, apply the Cholesky decompositon to Σ=RRT. Then, take two independent standard normal random variables U,V and then the vector R[UV] has standard normal components, but the components are independent if and only if p=0.


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A non-bivariate normal example (as Michael Chernick suggests in the comments):

Let fX,Y(x,y)={1πe−x2+y22xy≥00o.w..

This is not a bivariate normal distribution, but a simple integral shows that both marginals are standard normal. They're obviously not independent since fX,Y(x,y)≠fX(x)fY(y).

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