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La covarianza de Kronecker producto?

Supongamos que tengo $n$-x$1$ independiente de variables aleatorias $\mathbf{a}$ $\mathbf{b}$ con conocidas las matrices de covarianzas $A$$B$. Es posible expresar la matriz de covarianza $C$ de la variable aleatoria $\mathbf{c} = \mathbf{a} \otimes \mathbf{b}$ en términos de$A$$B$?

La meta final estoy tratando de lograr es hacer algún tipo de transformación para una muestra de [$\mathbf{a}$, $\mathbf{b}$] para asegurarse de que $\mathbf{c}$ calculado sobre la muestra es blanqueado. Simplemente blanqueamiento $\mathbf{a}$ $\mathbf{b}$ en la muestra no parece suficiente.

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Taylor Puntos 692

Podemos tener más información acerca de cómo los dos vectores se relacionan? Lo pregunto porque a veces es imposible para blanquear la matriz de covarianza de interés.

Ejemplo 1:

Suponiendo que sus vectores están centrados, o que $E[\mathbf{a}] = E[\mathbf{b}] = \mathbf{0}$, la matriz de covarianza es \begin{align*} E[\mathbf{v}\mathbf{v}^T] &= E[\operatorname{vec}(\mathbf{a}, \mathbf{b})\operatorname{vec}(\mathbf{a}, \mathbf{b})^T] \\ &= E\left\{ \left[ \begin{array}{c} a_1\mathbf{b} \\ a_2\mathbf{b} \\ \vdots \\ a_m\mathbf{b} \end{array}\right] \left[a_1\mathbf{b}^T, a_2\mathbf{b}^T, \cdots, a_m\mathbf{b}^T \right] \right\} \\ &= \left[\begin{array}{cccc} E[a_1a_1\mathbf{b}\mathbf{b}^T] & E[a_1a_2 \mathbf{b}\mathbf{b}^T] & \cdots & E[a_1a_m \mathbf{b}\mathbf{b}^T]\\ \vdots &\vdots & \ddots & \ddots \\ E[a_ma_1 \mathbf{b}\mathbf{b}^T] & E[a_m a_2 \mathbf{b}\mathbf{b}^T] & \cdots & E[a_ma_m \mathbf{b}\mathbf{b}^T] \end{array} \right] \end{align*} Como se dijo antes, si los dos vectores son independientes, cada una de las expectativas en la matriz anterior se divide, y usted conseguiría $\operatorname{Var}(\mathbf{a}) \otimes \operatorname{Var}(\mathbf{b})$ para la matriz de covarianza. Esto significa que si usted pre-blanquear cada vector, y son independientes para empezar, tú eres bueno.

Ejemplo 2:

Su ejemplo en los comentarios fue un ejemplo en el que dos vectores no eran independientes. En ese caso, la cantidad anterior simplificaría a

\begin{align*} \left[\begin{array}{cccc} E[a_1a_1\mathbf{a}\mathbf{a}^T] & E[a_1a_2 \mathbf{a}\mathbf{a}^T] & \cdots & E[a_1a_m \mathbf{a}\mathbf{a}^T]\\ \vdots &\vdots & \ddots & \ddots \\ E[a_ma_1 \mathbf{a}\mathbf{a}^T] & E[a_m a_2 \mathbf{a}\mathbf{a}^T] & \cdots & E[a_ma_m \mathbf{a}\mathbf{a}^T] \end{array} \right]. \end{align*}

La única manera para que esto sea blanco sería si $E[a_i^4]=1$ todos los $i=1,\ldots,m$ $E[a_i a_j a_k a_l]=0$ si hay un par $(m,n)$ tal que $m \neq n$. Es esto posible? Bueno, si tenemos uno distinto índice, la centralización hace que el plazo $0$, pero..

El problema es que los términos de la forma $E[a_i^2 a_j^2]$. Incluso si usted asume sus vectores están centradas y blanco, $$ E[a_i^2 a_j^2] = \text{Var}(a_i)\text{Var}(a_j) \ge 0. $$ La única manera de que estos términos son cero es que si uno de ellos es un degenerado variable aleatoria.

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