Dapatkah distribusi multivariat dengan matriks kovarians singular memiliki fungsi kepadatan?

8

Misalkan distribusi multivariat melalui memiliki matriks kovarians tunggal. Bisakah kita menyimpulkan bahwa itu tidak memiliki fungsi kepadatan?Rn

Sebagai contoh, ini adalah kasus untuk distribusi normal multivariat, tetapi saya tidak yakin apakah itu benar untuk semua distribusi multivariat lainnya.

Ini, saya kira, adalah pertanyaan tentang keberadaan turunan Radon-Nikodym yang menggunakan ukuran Lebesgue pada , tetapi teori probabilitas dasar juga mungkin memiliki jawabannya.Rn

Tim
sumber

Jawaban:

4

Matriks kovarian singular berarti ada kombinasi linear Y=saya=1nSebuahsayaXsaya dari n variabel acak sedemikian rupa sehingga E[Y]=Sebuah0 dan var(Y)=0. Dengan demikian, semua massa probabilitas terletak pada hyperplaneRn didefinisikan oleh saya=1nSebuahsayaxsaya=Sebuah0 dan begitu n variabel acak tidak dapat memiliki a nFungsi kepadatan -variate.

Dilip Sarwate
sumber
2

Ya, tetapi itu akan menjadi distribusi probabilitas pada subruang dimensi yang lebih rendah. Anda bisa berpendapat bahwa ini adalah distribusi probabilitas dalam R ^ N jika Anda mengizinkan hal-hal seperti fungsi dirac delta. Itu masalah matematika yang halus tetapi fisikawan, misalnya, melakukannya sepanjang waktu.

Dave31415
sumber
2

Meskipun ini disinggung di atas, saya ingin membuatnya lebih jelas bahwa sementara itu mungkin tidak memiliki kepadatan yang berarti Rn Anda dapat menentukan kepadatan pada Peringkat (Σ) ruang bagian -dimensi, di mana Σ menunjukkan matriks kovarians.

James
sumber
Ini umumnya tidak benar. Ambil, misalnya,(X,Y) untuk itu Y=0 dan Xmemiliki distribusi nondegenerate non-kontinu. Meskipun pangkat matriks kovarians adalah1, distribusi ini tidak memiliki kepadatan pada submanifold satu dimensi R2.
whuber