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記事No.46807に関するスレッドです

展開式がわかりません / ターナー
下記(5.33)〜(5.35)までの展開式がわかりません



1.(5,33式)、真ん中の項でなぜxでくくれるのか

2.(5.33式)、右項でなぜyが消えるのか

3.(3.34式)途中の展開がわからない。

3.(3.35式)途中の展開がわからない。



もうさっぱりわかりません。

助けてください。よろしくお願いいたします。

No.46807 - 2017/11/14(Tue) 18:56:03

5.33式の分 / angel
>1.(5,33式)、真ん中の項でなぜxでくくれるのか

共通の x は Σ の添え字として指定されている y に依存しない数だからです。

例えばですが、各y に無関係な a が共通の係数となっている場合、
 ay1+ay2+ay3=a(y1+y2+y3)
のようにまとめられますね。これをΣで書けば
 Σ[y] ay = aΣ[y] y
です。同じこと。
 Σ[y] xP(x,y)
 = xP(x,y1)+xP(x,y2)+xP(x,y3)+…
 = x( P(x,y1)+P(x,y2)+P(x,y3)+… )
 = xΣ[y] P(x,y)

> 2.(5.33式)、右項でなぜyが消えるのか

「消えている」ように「見える」だけです。「消える」と考えてしまうといつまでたっても分かりません。

今回 P というのは実は2通り以上の意味を持っています。

例えば P(x) であれば x が特定の値をとる確率として。
※ 実際には P(x1)=(x=x1となる確率)、P(x2)=(x=x2となる確率)、… のような個々の事例があって、それを代表した表現であることに注意

もう1つ P(x,y) これは、x,y 両方の値に着目した確率です。
すなわち、P(x1,y1)=(x=x1かつy=y1となる確率) のように、です。

そうすると、x=x1 となるとして。y の値がどうなっているか、様々なバリエーションがありますから、

 (x=x1となる確率)
 =(x=x1,y=y1となる確率)+(x=x1,y=y2となる確率)+(x=x1,y=y3となる確率)+…

と細分化した確率の合計とも見ることができます。つまり、

 P(x1)=P(x1,y1)+P(x1,y2)+P(x1,y3)+…
 ⇔ P(x1)=Σ[y] P(x1,y)

これは、x=x1 という特定の値に限った話ではなく、x=x2 や x=x3、… だったとしても同じ話です。つまり、代表して x で書いても良くて、

 P(x)=Σ[y]P(x,y)

右辺から左辺への変形を見て「yが消えた」と感じているわけです。

No.46808 - 2017/11/14(Tue) 20:17:48

残り / angel
> 3.(3.34式)途中の展開がわからない。
5.33式と同じです。見比べて下さい。

5.33:
 Σ[x]Σ[y]xP(x,y)
 = Σ[x]xΣ[y]P(x,y)
 = Σ[x]xP(x)
5.34:
 Σ[x]Σ[y](x-E(x))^2P(x,y)
 = Σ[x](x-E(x))^2Σ[y]P(x,y)
 = Σ[x](x-E(x))^2P(x)

つまり、x が (x-E(x))^2 に置き換わっただけなのです。

> 3.(3.35式)途中の展開がわからない。

Σ(A+B)=ΣA+ΣB のようにΣを分割できるのは良いでしょうか。
略記であるΣを使わないなら ( 頭の中でコレを考えるのはいつでも重要 )、

 (A1+B1)+(A2+B2)+(A3+B3)+…
 =(A1+A2+A3+…)+(B1+B2+B3+…)

のようにまとめ直せられますよ、と言ってるのと同じこと。

というところから、
 Σ[x]Σ[y] (x+y)P(x,y)
 = Σ[x]Σ[y] ( xP(x,y)+yP(x,y) )
 = Σ[x]Σ[y]xP(x,y) + Σ[x]Σ[y]yP(x,y)
Σが2重になっていても同じです。

で。

Σ[x]Σ[y]xP(x,y) は 5.33式に出てきた形そのままですから E(x) です。
その、x,y の立場をひっくり返したのが
Σ[x]Σ[y]yP(x,y)=E(y)

念のためですが、E(y)というのは「E(x)に対して x=y の代入を施した形」ではありませんからね。
E(x)が「x=x1,x=x2,…それぞれの確率から集計を行った x の期待値」であるのと同様、
E(y)は「y=y1,y=y2,…それぞれの確率から集計を行った y の期待値」ですから。

No.46809 - 2017/11/14(Tue) 20:33:18

Re: 展開式がわかりません / ターナー
angel様

ご丁寧にありがとうございました!
まだ完全には理解できておりませんが
徐々に理解していきます。
本当にありがとうございました。

No.46810 - 2017/11/14(Tue) 22:16:58