贝叶斯定理满足期望吗?


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的确,对于两个随机变量A和,B

E(AB)=E(BA)E(A)E(B)?

3
嗯...我不认为这两个方面是等效的
Jon

6
正如答案中指出的那样,由于一侧随机变量是另一侧的条件变量,因此该问题在概率上毫无意义。
西安

Answers:


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(1)E[AB]=?E[BA]E[A]E[B]
对于具有非零均值的独立随机变量AB,推论结果(1)完全成立。AB

如果E[B]=0,则的右侧(1)包括除以0,因此(1)毫无意义。注意,AB是否独立无关紧要。

通常(1)不适用因变量,但可以找到满足1 的因变量A特定示例。注意,我们必须继续坚持E [ B ] 0,否则1 的右边是没有意义的。请记住,E [ A B ]是一个随机变量,恰好是随机变量B函数,例如g B(1)E[B]0(1)E[AB]Bg(B)E[BA]是一个随机变量,是随机变量 A函数,例如 h A 。因此,1 类似于询问是否Ah(A)(1)

(2)g(B)=?h(A)E[A]E[B]
可以是一个正确的语句,显然答案是g(B)通常不能是的倍数h(A)

据我所知,只有两种特殊情况(1)可以成立。

  • 如上所述,对于独立的随机变量ABg(B)h(A)是分别等于E [ A ]E [ B ]的简并随机变量(被统计上不识字的人称为常数), 因此如果E [ B ] 0,我们在1 )中相等。E[A]E[B]E[B]0(1)

  • 在与独立性相反的频谱的另一端,假设 A=g(B),其中g()可逆函数,因此A=g(B)B=g1(A)是完全相关的随机变量。在这种情况下,

    E[AB]=g(B),E[BA]=g1(A)=g1(g(B))=B
    (1)变为
    g(B)=?BE[A]E[B]
    持有什么时候g(x)=αx,其中α可以是任意非零实数。因此,只要AB的标量倍数,则(1)成立,当然E[B]必须为非零(参见Michael Hardy's answer)。上面的发展表明gx必须是线性函数,并且 1不能用于仿射ABE[B]g(x)(1)功能g(x)=αx+ββ0。但是,请注意阿莱科斯·Papadopolous在 他的回答,然后他的评论的权利要求,如果B 是一个正常的随机变量非零均值,则对于具体 的值αβ0,他提供, A=αB+βB满足(1)。我认为他的榜样是不正确的。

在对此答案的评论中,Huber建议考虑对称猜想等式 其中当然总是为独立随机变量保持而不管该值的 ë [ ]ë [ ]和用于标量倍数= α 也。当然,3 )更 成立

(3)E[AB]E[B]=?E[BA]E[A]
E[A]E[B]A=αB(3)任何 零均值随机变量B(独立或相关,标量倍数与否;无所谓!):E [ A ] = E [ B ] = 0足以满足3 )中的要求。因此,3 可能不像1 那样有趣。ABE[A]=E[B]=0 (3)(3)(1)

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+1。慷慨地说,该问题可以解释为询问,除以零的问题就消失了。E(A|B)E(B)=E(B|A)E(A)
whuber

1
@whuber谢谢。我的编辑地址更普遍的问题,即是否有可能有E[AB]E[B]=E[BA]E[A]
Dilip Sarwate'2

11

结果通常是不正确的,让我们在一个简单的示例中看到这一点。令具有参数n的二项式分布pP具有参数α β 的beta分布,即具有共轭先验的贝叶斯模型。现在只计算公式的两边,左边是E X P = n P,右边是 EP X E XXP=pn,pP(α,β)EXP=nP ,而这些都是肯定不相等。

E(PX)EXEP=α+Xn+α+βα/(α+β)nα/(α+β)

2

随机变量的条件期望值给出的事件= b是一个数字,取决于什么数b是。因此,将其称为h b 那么条件期望值E A B h B 它的值完全由随机变量B的值确定。因此,E A B BE AB=bbh(b).E(AB)h(B),BE(AB)B是的函数E(BA)A

商数只是一个数字。E(A)/E(B)

因此,建议的相等性的一侧由决定,另一侧由B决定,因此它们通常不能相等。AB

(也许我应该补充说,他们可以在简单的情况相等时的值确定彼此,因为当例如,= α α 0ë [ ] 0,当 ë [ | ] = α = ë [ | ] ·&α = ë [ | ] α ë [ ]ABA=αB,α0E[B]0但是仅在几个点上彼此相等的函数相等。)

E[AB]=αB=E[BA]α=E[BA]αE[B]E[B]=E[BA]E[A]E[B].

您是说它们不一定相等吗?我的意思是他们可以平等吗?
BCLC '17

1
@BCLC:仅在平凡的情况下它们才相等。并且两个函数在某些点彼此相等,而在另一些点彼此相等。
Michael Hardy

2
“但是只有在这种微不足道的情况下,它们才能相等”(强调)。考虑独立ë [ ] 0。然后,ê [ | ] = ë [ ]é [ | ] = ë [ ]ë [ | ] ë [ ]ABE[B]0E[AB]=E[A]E[BA]=E[B]
E[BA]E[A]E[B]=E[B]E[A]E[B]=E[A]=E[AB].
Dilip Sarwate'2

@DilipSarwate我正要说哈哈!
BCLC '17

我编辑了您的答案,为您指出的情况添加了一些细节。如果您不喜欢所做的更改,请回滚。
Dilip Sarwate '02

-1

该表达肯定不会普遍适用。有趣的是,我在下面显示,如果B共同遵循双变量正态分布,并且具有非零均值,则当两个变量彼此为线性函数且具有相同的变异系数时,结果将成立。标准偏差与平均值之比)的绝对值。AB

对于共同的法线,我们有

E(AB)=μA+ρσAσB(BμB)

我们想强加

μA+ρσAσB(BμB)=[μB+ρσBσA(AμA)]μAμB

μA+ρσAσB(BμB)=μA+ρσBσAμAμB(AμA)

简化,然后ρ,并重新安排得μAρ

B=μB+σB2σA2μAμB(AμA)

因此,这是两个变量之间必须保持的线性关系(因此它们肯定是相关的,相关系数绝对值等于1),以便获得所需的相等性。这意味着什么?

首先,还必须满足

E(B)μB=μB+σB2σA2μAμB(E(A)μA)μB=μB

因此,除(或A)的平均值非零外,不会对B(或A)的平均值施加其他限制。同样必须满足方差关系,BA

Var(B)σB2=(σB2σA2μAμB)2Var(A)

(σA2)2σB2=(σB2)2σA2(μAμB)2

(σAμA)2=(σBμB)2(cvA)2=(cvB)2

|cvA|=|cvB|

这将被显示。

请注意,以绝对值表示的变异系数相等,可以使变量具有不同的方差,并且,一个变量具有正均值,另一个具有负均值。


1
这不是一个令人费解的方式其中α是一些标?A=αBα
马修·冈恩

1
@MatthewGunn您的评论正确无误。常态与这件事无关。对于随机变量使得= α ê [ | ] = α = 并且类似地,ë [ | ] = 。因此,假设ë [ ] 0ê [ | ] = α = ËABA=αBE[AB]=αB=AE[BA]=BE[B]0不正常,没有| cvA| =| cvB| 等等,实际上只是在迈克尔·哈迪(Michael Hardy)的回答中重新表达评论。
E[AB]=αB=E[BA]α=E[BA]αE[B]E[B]=E[BA]E[A]E[B].
|cvA|=|cvB|
Dilip Sarwate'2

如果你写\文本{VAR} instaed \ operatorname {VAR}然后你会看到一个无功X ,而不是一个无功X一个无功X 这就是为什么后者是标准用法。aVarXaVar(X)aVarXaVar(X).
Michael Hardy

@MatthewGun在我看来,提供包含特定示例的答案被认为是本网站中的宝贵内容。所以是的,当一个随机变量是另一个变量的仿射函数,并且它们以非零均值联合正常时,则一个变量需要具有相等的变异系数,同时,对这些rv的均值也没有限制。另一方面,当随机变量只是另一个的线性函数时,该关系始终成立。因此,没有我的答案不是说的复杂方法。(cc:@DilipSarwate)A=aB
Alecos Papadopoulos

2
如果是一个非正常与随机变量ë [ ] = μ 0= Ç + d(等= - dBE[B]=μB0A=cB+d),然后È[|]=c ^+d=ë[|]=-dB=Adc现在,如果我们希望有È[|]=c ^+d等于È[|]·&μ
E[AB]=cB+d=A,E[BA]=Adc=B.
E[AB]=cB+d,它必须是Ç+d=·&μE[BA]μAμB=BμAμB=C ^=μ
cB+d=BμAμBd=0,c=μAμB
。因此,对于非正常处,OP的猜想结果认为,如果一个=c ^但如果一个=c ^+dd0。当然,因为你已经证明,结果适用于正常的随机变量,如果一个=C ^+dd0A=cB=μAμBB BA=cBA=cB+d,d0A=cB+d,d0
Dilip Sarwate'2
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