およびY − E [ Y ∣ X ]が無相関のランダム変数であることを意味するものとして、直角三角形に関することに慣れていると思います。非相関ランダム変数のA及びB、
VAR (A + B )= VAR (A )+ VAR (B )、
我々が設定され、そうであればA = Y - Eを[E[Y∣X]Y−E[Y∣X]AB
var(A+B)=var(A)+var(B),(1)
および
B = E [ Y ∣ X ]なので、
A + B = Yの場合、
var (Y )= var (Y − E [ Y ∣ X ] )+ var (E [ Y ∣ X ] )。
それはそれを示すために残って
VARを(Y - E [ Y | XA = Y− E[ Y∣ X]B = E[ Y∣ X]A + B = Yvar(Y)= var(Y− E[ Y∣ X] )+ var(E[ Y∣ X] )。(2)
同じである
E [ VAR (Y | X )]私たちができることを再状態
(2 )のような
VAR (Y )= E [ VAR (Y | X )] + VAR (E [ Y | X ] )
これは合計分散式です。
var(Y− E[ Y∣ X] )E[ var(Y∣ X)](2 )var(Y)= E[ var(Y∣ X)] + var(E[ Y∣ X] )(3)
確率変数の期待値がE [ Y ]である、つまりE [ E [ Y ∣ X ] ] = E [ Y ]であることはよく知られています。したがって、
E [ A ] = E [ Y − E [ Y ∣ X ] ] = E [ Y ] − E [ E [E[ Y∣ X]E[ Y]E[ E[ Y∣ X] ] = E[ Y]
あることが、そこから var (A )= E [ A 2 ]
E[ A ] = E[ Y− E[ Y∣ X] ] = E[ Y] − E[ E[ Y∣ X] ] = 0 、
var(A )= E[ A2]、つまり
レッツ
Cが示す確率変数
(Y - E [ Yvar(Y− E[ Y∣ X] )= E[(Y− E[ Y∣ X] )2]。(4)
Cので、私たちが書くことができるということ
VAR (Y - E [ Y | X ] )= E [ C ] 。
しかし、
E [ C ] = E [ E [ C ∣ X ] ]ここで、
E [ C ∣ X ] = E [(Y − E [ Y ∣ X ] )(Y− E[ Y∣ X] )2var(Y− E[ Y∣ X] )= E[ C]。(5)
E[ C]=E[E[C∣X]]E[ C∣ X] = E[(Y− E[ Y∣ X] )2∣∣バツ]。バツ= xYE[ Y∣ X= x ]E[(Y−E[Y∣X=x])2∣∣X=x]=var(Y∣X=x).
E[C∣X=x]=var(Y∣X=x) E[C∣X]var(Y∣X)E[C]=E[E[C∣X]]=E[var(Y∣X)],(6)
(5)var(Y−E[Y∣X])=E[var(Y∣X)].
This makes the right side of
(2) exactly what we need and so we have proved
the total variance formula
(3).