Vous pouvez le prouver en calculant explicitement la densité conditionnelle par force brute, comme dans le lien de Procrastinator (+1) dans les commentaires. Mais il existe également un théorème qui dit que toutes les distributions conditionnelles d'une distribution normale multivariée sont normales. Par conséquent, tout ce qui reste à faire est de calculer le vecteur moyen et la matrice de covariance. Je me souviens que nous l’avons déduite d’une série chronologique à l’université en définissant intelligemment une troisième variable et en utilisant ses propriétés pour obtenir le résultat plus simplement que la solution de force brute du lien (tant que vous maîtrisez bien l’algèbre matricielle). Je vais de mémoire mais c'était quelque chose comme ça:
Soit la première partition et la seconde. Définissez maintenant où . Maintenant nous pouvons écrirex1x2z=x1+Ax2A=−Σ12Σ−122
cov(z,x2)=cov(x1,x2)+cov(Ax2,x2)=Σ12+Avar(x2)=Σ12−Σ12Σ−122Σ22=0
Donc et sont pas corrélés et, puisqu'ils sont conjointement normaux, ils sont indépendants . Maintenant, clairement , il s'ensuit quezx2E(z)=μ1+Aμ2
E(x1|x2)=E(z−Ax2|x2)=E(z|x2)−E(Ax2|x2)=E(z)−Ax2=μ1+A(μ2−x2)=μ1+Σ12Σ−122(x2−μ2)
ce qui prouve la première partie. Pour la matrice de covariance, notez que
var(x1|x2)=var(z−Ax2|x2)=var(z|x2)+var(Ax2|x2)−Acov(z,−x2)−cov(z,−x2)A′=var(z|x2)=var(z)
Maintenant nous avons presque fini:
var(x1|x2)=var(z)=var(x1+Ax2)=var(x1)+Avar(x2)A′+Acov(x1,x2)+cov(x2,x1)A′=Σ11+Σ12Σ−122Σ22Σ−122Σ21−2Σ12Σ−122Σ21=Σ11+Σ12Σ−122Σ21−2Σ12Σ−122Σ21=Σ11−Σ12Σ−122Σ21
ce qui prouve la deuxième partie.
Remarque: Pour ceux qui ne connaissent pas très bien l'algèbre matricielle utilisée ici, il s'agit d'une excellente ressource .
Edit: Une propriété utilisée ici ne se trouve pas dans le livre de recettes de la matrice (bonne capture @FlyingPig) est la propriété 6 de la page wikipedia sur les matrices de covariance: qui est celle de deux vecteurs aléatoires , Pour les scalaires, bien sûr, mais pour les vecteurs, ils sont différents dans la mesure où les matrices sont disposées différemment.x,y
var(x+y)=var(x)+var(y)+cov(x,y)+cov(y,x)
cov(X,Y)=cov(Y,X)