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Niveau Licence Maths 1e ann
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Covariance

Posté par
Hobbit
05-10-08 à 21:35

Bonsoir!

J'ai un petit problème de stats alors je m'en remets à vous ^^

En fait je dois démontrer chacune des 3 propriétés de covariance ci-dessous:

var(X+Y)= var(X)+ var(Y)+ 2cov(X, Y)

[cov(X, Y)]² < ou = var(X) var(Y)

Cov(X,X)= Var(X)

Je sais qu'on peut y arriver par les identités remarquables ou les écart-types pour la première formule mais je ne sais pas comment m'y prendre...

Si vous avez une idée, je vous en remercie.

Posté par
robby3
re : Covariance 05-10-08 à 21:44

Bonsoir,
il suffit d'écrire les choses...

Var(X+Y)=E[(X+Y)²]-(E[X+Y])² tu développes en utilisant la linéarité de l'espérance...et tu obtiens bien le résultat voulu.

pour la derniere,meme chose...

Cov(X,X)=E[X.X]-E[X]E[X]=E[X²]-E[X]²=V[X]
pour la 2eme,j'y ai pas réfléchi...

Posté par
Hobbit
re : Covariance 05-10-08 à 22:03

Hum c'est quoi la linéarité de l'espérance?

J'ai peut-être omis de dire que j'y connais vraiment pas grand chose

Posté par
robby3
re : Covariance 05-10-08 à 22:07

heuuu tu es en licence,mais L1,2,3??

l'espérance pour paraitre grossier et mieux te faire comprendre,c'est une integrale...(en gros gros)
donc ça marche à peu prés pareil, en l'occurrence,
E[X+Y]=E[X]+E[Y]...ok?
mais par contre(comme pour les integrales...)
E[XY] E[X].E[Y]

ok?
(sauf si X et Y sont indépendantes...)

Posté par
Hobbit
re : Covariance 05-10-08 à 22:14

L2 géographie, autant dire que les maths ne sont pas ma spécialité...

Je vais voir ce que je peux faire, merci à toi

Posté par
robby3
re : Covariance 05-10-08 à 22:18

en L2 géographie y'a de la proba?!!

pour t'expliquer encore plus grossierement...
avec l'espérance,la somme se distribue mais pas le produit...tu vois?
pense que ça marche pareil que les integrales...

Posté par
Hobbit
re : Covariance 05-10-08 à 22:29

Oh la la, ça me parait si compliqué!

En fait c'est des stats qu'on fait et j'ai l'impression que les profs croient qu'on sort tous d'un bac S

Et les intégrales... c'est loin tout ça pour moi
Va falloir que je m'y remette alors!

Encore deux petites questions si tu permets ^^ :

Comment sait-on si des variables sont indépendantes?
Et est-ce possible d'y arriver avec les identités remarquables? Car j'ai entendu parler de ça aussi...

Posté par
robby3
re : Covariance 05-10-08 à 22:38

euhh l'indépendance des variables, c'est un peu plus différent

on dit que 2 variables X et Y sont indépendantes si P({X=x}{Y=y}=P({X=x}).P({Y=y})
ou P désigne une probabilité...(plus généralement une loi de probabilité...)

Citation :
Et est-ce possible d'y arriver avec les identités remarquables?

>dans mon premeier caclcul,c'est ça que j'utilise...+ la linéarité de l'espérance...

par exemple:
E[(X+Y)²]=E[X²+2XY+Y²]=E[X²]+2E[XY]+E[Y²]
tu vois?

de meme

(E[X+Y])²=(E[X]+E[Y])²=E[X]²+2E[X]E[Y]+E[Y]²

ok?

Posté par
Hobbit
re : Covariance 05-10-08 à 22:49

Je crois que mon cas est désespéré

Pour l'indépendance je vais pas trop chercher à comprendre pour le moment, ça risque de m'embrouiller

Sinon je comprends ton raisonnement mais c'est cette histoire d'espérance, je vois pas d'où ça sort par rapport aux propriétés initiales avec la variance...

Je pense que je vais m'arrêter là pour ce soir mais ptet que je te soliciterais demain

Posté par
robby3
re : Covariance 05-10-08 à 22:53

euh en fait Var[X]=E[(X-E[X])²) par d&finition mais on utilise plus commodément
Var[X]=E[X²]-E[X]²

Posté par
Hobbit
re : Covariance 05-10-08 à 23:03

Ah d'accord!

Merci, ça m'éclaire déjà un peu plus.
Je vais essayer ça alors ^^

Posté par
Hobbit
re : Covariance 06-10-08 à 20:54

Bon bah je galère toujours...
Si je fais Var[X]=E[X²]-E[X]² je trouve que ça s'annule

Posté par
robby3
re : Covariance 06-10-08 à 20:58

vaz'y montre

Posté par
Hobbit
re : Covariance 06-10-08 à 21:06

Lol j'ai honte

(D'ailleurs j't'ai envoyé un mail Robby, si jamais t'as un peu de temps ^^')

En fait j'ai fait:

Var(X+Y)= E [(X+Y)²] - [E(X+Y)]² = ... = EX²+ E(2XY)+ EY² - EX² - E(2XY) - EY²

C'est n'importe quoi ce que je fais
Mais en même temps je crois pas qu'il faut utiliser l'espérance, c'est vraiment pas possible sans?

Posté par
robby3
re : Covariance 06-10-08 à 21:14

Citation :
Mais en même temps je crois pas qu'il faut utiliser l'espérance, c'est vraiment pas possible sans?

>non

5$ \rm Var(X+Y)=E[(X+Y)^2]-(E[X+Y])^2=E[X^2+2.XY+Y^2]-(E[X]+E[Y])^2
 \\ 
 \\ 
 \\ 
 \\ =E[X^2]+2.E[XY]+E[Y]^2-[(E[X])^2+2.E[X]E[Y]+(E[Y])^2]
 \\ 
 \\ 
 \\ 
 \\ =E[X^2]+2.E[XY]+E[Y]^2-(E[X])^2-2.E[X]E[Y]-(E[Y])^2]
 \\ 
 \\ 
 \\ 
 \\ =E[X^2]-(E[X])^2+E[Y^2]-(E[Y])^2+2(E[XY]-E[X]E[Y])
 \\ 
 \\ 
 \\ 
 \\ =Var(X)+Var(Y)+2Cov(X,Y)

sauf erreur.

c'est bon?

Posté par
Hobbit
re : Covariance 06-10-08 à 21:36

Ok je vois mon erreur, j'me suis mélangé les pinceaux avec les carrés

Bon j'vais essayer la 3ème alors puisque ça en découle et la deuxième qui me semble plus compliquée.

Je posterais ici pour avoir l'avis d'un professionnel

Merci pour ton aide

Posté par
robby3
re : Covariance 06-10-08 à 21:38

pour la 3eme
5$ Cov(X,Y)=E[XY]-E[X]E[Y] par définition
tu remplace X par Y et tu trouves...

Posté par
Hobbit
re : Covariance 06-10-08 à 21:49

C'est pas remplacer Y par X plutôt?

Posté par
robby3
re : Covariance 06-10-08 à 21:54

oui pardon...

Posté par
Hobbit
re : Covariance 06-10-08 à 22:16

ça prouve que je suis

Mais dis-moi, après avoir prouvé que Var(X+Y)= var(X)+var(Y)+2cov(X,Y)

ne peut-on pas en déduire directement que Var(X+X)= var(X)+var(X)+2cov(X,X) ??

Posté par
robby3
re : Covariance 06-10-08 à 22:22

pour faire quoi?

Posté par
Hobbit
re : Covariance 06-10-08 à 22:29

Bonne question, c'est pas ce qui est demandé c'est vrai...

Sinon [cov(X,Y)]² ça donne bien:

{E[X,Y]-E[X]E[Y]} + {E[X,Y]-E[X]E[Y]} ?

Et var(X).var(Y) = (E[X²]-E[X]²) (E[Y²]-E[Y]²) ?

Posté par
veleda
re : Covariance 07-10-08 à 06:27

bonjour Robby et Hobbit

une démonstration de l'inégalité 2)

on pose pour tout réel T()=V(X+Y)=V(X)+V(Y)+2cov(X,Y)=²V(X)+V(Y)+2cov(X,Y)=²V(X)+2cov(X,Y)+V(Y)
une variance est0 donc T()0
*si V(x)0
T est un trinome du second degré en ,le coefficient de ² c'est V(X)>0
T()0 cela veut dire que T ne prend pas de valeurs <0 donc T n'a pas  deux racines distinctes=>son discriminant est 0 or ce discriminant c'est4cov(X,Y)²-4V(X)V(Y)=4[cov(X,Y)²-V(X)V(Y)]0 donc cov(X,Y)²V(X)V(Y)
*si V(X)=0  X est  presque sûrment constante et cov(C,Y)=0 l'inégalité devient 00



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