Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2343.pdf
Скачиваний:
43
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
5.89 Mб
Скачать

Раздел IX. КОРРЕЛЯЦИЯ

1. Понятие корреляции

Понятие корреляции появилось в середине XIX в. в работах английских статистиков Ф. Гальтона и К. Пирсона. Этот термин произошел от латинского correlatio – соотношение, взаимосвязь.

Теор я методы корреляционного анализа используются для

выявлен я связи между случайными переменными и оценки ее тесно-

ты. В общем случае две величины могут быть связаны функциональ-

ной зав мостью, л бо зависимостью другого рода, называемой ста-

С

ыть независимыми. Статистической называется

,

л

зависимость, при которой изменение одной из величин влечет изме-

нение распределен

я другой. Статистическая зависимость, при кото-

рой изменен

одной з величин влечет изменение среднего значения

тистическойдругой, называется корреляционной.

Корреляц онные зависимости занимают промежуточное положение между функц ональной зависимостью и полной независимо-

стью переменных.

 

Междубвеличинами, характеризующими экономические явле-

ния, в большинстве случаев существуют зависимости, отличные от

функциональных. Действительно, в экономике закономерности не

проявляются так же точно и неизменно, как, например, в физике, хи-

мии или астрономии.

 

А

Коэффициент корреляции это числовая характеристика, тесно

связанная с понятием случайной величины, а точнее, с системой слу-

чайных величин. Поэтому для введения и определения их значения и

роли необходимо пояснить понятие системы случайных величин и

указать некоторые свойства, присущиеДим.

Две или более случайные величины, описывающие некоторое

явление, называют системой или комплексом случайных величин.

Систему нескольких случайных величин X ,Y , Z,...,W принято обо-

значать через X ,Y , Z,...,W . Свойства системыИнескольких случай-

ных величин не исчерпываются свойствами отдельных случайных величин, входящих в систему, а включают также взаимные связи (зависимости) между случайными величинами. Поэтому при изучении системы случайных величин следует обращать внимание на характер и степень зависимости. Эта зависимость может быть более или менее

222

ярко выраженной, более или менее тесной. В других случаях случайные величины оказываются практически независимыми.

лучайная величина Y называется независимой от случайной величины Х, если закон распределения случайной величины Y не зависит от того, какое значение приняла величина Х.

СЗаконом распределения случайной величины называется всякое соотношение, устанавливающее связь между возможными значениями случайной вел ч ны и соответствующими им вероятностями.

Понят е зав с мости случайных величин, которым пользуются

в теор вероятностей, несколько отличается от обычного понятия матикзависимости вел ч н, которым пользуются в математике. Так, мате-

под зав с мостью подразумевает только один тип зависимости

полную, жесткую, так называемую функциональную зависимость. Две вел ч ны Х Y называются функционально зависимыми, если,

зная значен е одной з них, можно точно определить значение другой. В теор вероятностей встречаются несколько с иным типом за-

висимости – вероятностной зависимостью. Если величина Y связана с

величиной Х вероятностной зависимостью, то, зная значение Х, нель-

А

зя точно указать значение Y , а можно указать её закон распределения,

зависящий бот того, какое значение приняла величина Х.

Вероятностная зависимость может быть более или менее тесной,

по мере увеличения тесноты вероятностной зависимости она все бо-

лее приближается к функциональной. Функциональную зависимость

можно рассматривать как крайний, предельный случай наиболее тес-

ной вероятностной зависимости.

крайний случай полная не-

сильной до самой слабой. Другой Вероятностная зависимость между случайными величинами

зависимость случайных величин. Между этими двумя крайними слу-

чаями лежат все градации вероятностной зависимости – от самой И

часто встречается на практике. Если случайные величины Х и Y находятся в вероятностной зависимости, то это не означает, что с изменением величины Х величина Y изменяется вполне определенным образом.

2. Двумерные случайные величины

Упорядоченная пара X ,Y двух случайных величин X и Y называется двумерной случайной величиной, или системой двух одномерных случайных величин. Например, производится одновременный

223

замер показаний глубины погружения прибора и давления на этой глубине. Получаем набор значений вида (30; 0,6), (30,7; 1,1) ,…

Функцией распределения двумерной случайной величины назы-

вается

функция F x, y p{X x ; Y y} p X x & Y y . Гео-

метрически это означает, что значение F x, y равно вероятности по-

С

 

 

падания в часть плоскости, находящуюся ниже и левее точки с коор-

динатами точки x, y .

 

войства функц

распределения F x, y :

1.

0 F x, y 1

[так как F x, y – это вероятность].

Например

 

2.

При ф кс рованной одной переменной F x, y не убывает по

другой переменной.

 

, если y фиксирован и если x1 x2 , то

F x1, y F x2 , y .

 

 

3.

F ; y F x; F ; 0 .

4.

F ; 1.

 

5.

F x; F1 x – функция распределения случайной величи-

ны X ;

F ; y F2 y – функция распределения случайной величи-

ны Y .

 

 

F x ; y

 

 

 

 

 

 

6. p x X x ; y Y y

 

 

F x : y

 

F x ; y

F x1; x2 .б1 2 1 2 2

 

2

 

1

2

2 1

Понятие функции распределения может быть определено как

 

 

 

ДF

для дискретных, так и для непрерывных случайных величин.

Функция распределенияАнепрерывной двумерной случайной ве-

личины непрерывно дифференцируема, для нее определена произ-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

водная второго порядка Fxy x, y .

 

 

 

 

 

 

 

Плотностью распределения непрерывной двумерной случайной

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

величины называется функция f

x, y

 

 

 

 

 

 

x

y

 

x, y Fxy x, y .

 

 

 

 

 

 

 

 

Свойства плотности распределения f x, y :

 

 

1.

f x, y 0 .

 

 

 

 

 

И– плоская область.

2.

p x, y D f x, y dx dy , D R

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

 

 

 

 

 

 

 

 

3. F x, y dx f x, y dy .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

224

 

 

 

 

x, y dy 1 – площадь подграфика равна 1.

4.

dx f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x, y dy f1 x – плотность распределения случайной ве-

5.

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x, y dx f2 y – плотность распределения случайной

личины X ;

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

величины Y .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

если

 

 

 

 

 

лучайные вел ч ны

X

и Y

называются независимыми, если

событ я X x

 

Y y

независимы.

 

 

Теорема. С стема случайных величин X ,Y независима, если и

только

 

выполняется одно из условий:

 

 

 

 

F x, y F1 x F2

y или

f x, y f1 x f2

y .

3. Ч словые характеристики случайных величин

Числовыебхарактеристики случайных величин служат для ис-

следования свойств как отдельных случайных величин, так и их сис-

темы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МатематическоеАожидание двумерной случайной величины:

а) если X ,Y – дискретная двумерная случайная величина, то

 

 

 

 

 

 

 

n

m

 

 

 

n

m

 

 

M X mx xi pij ;

M Y my yi pij ,

 

 

 

 

 

 

 

i 1 j 1

 

 

i 1 j 1

 

где pij

p X xi ,Y y j ;

 

 

 

 

 

 

 

б) если X ,Y – непрерывная двумерная случайная величина, то

M X m

x

 

 

 

 

x, y dx;

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

x f

M Y Иm dx y f x, y dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дисперсия:

а) если X ,Y – дискретная двумерная случайная величина, то

225

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]