Если нам известно
совместное распределение двух или
нескольких случайных величин, становится возможным отыскать распределение суммы, разности, произведения,
частного, иных функций от этих случайных величин.
Заметим (но не будем доказывать), что применение к набору случайных величин многих
привычных нам функций не выводит нас из класса
случайных величин.
Интересующийся читатель может попробовать доказать, например,
что сумма двух случайных величин есть снова случайная величина.
Следующие два простых примера показывают, что знания только частных распределений
двух случайных величин недостаточно для отыскания распределения, например,
суммы этих величин. Для этого необходимо знать их совместное распределение.
Распределение суммы (и любой иной функции) не определяется, вообще говоря,
распределениями слагаемых: при одних и тех же распределениях
слагаемых распределение суммы может быть разным в зависимости от совместного
распределения слагаемых.
Пример 27.
Рассмотрим две случайные величины
и
с одним и тем же
распределением Бернулли с параметром
и следующей таблицей совместного
распределения: для
положим
Если , то , т.е. распределение вырождено в точке 1.
Если , то , т.е. имеет невырожденное дискретное
распределение, принимая значения 0 и 2 с равными вероятностями.
Взяв , получим , и , т.е. имеет биномиальное распределение
с параметрами 2 и 1/2.
Если взять , получим уже , и , т.е. принимает значения 1, 2 и 3 с равными вероятностями (это не биномиальное распределение).
Ещё раз отметим, что частные распределения и от не зависят. Распределение
суммы меняется вместе с совместным распределением и
при неизменных частных распределениях величин и .
Пример 28.
Пусть случайная величина
имеет
стандартное нормальное распределение.
Возьмём .
Тогда тоже имеет стандартное нормальное распределение, а сумма
имеет вырожденное распределение.
Возьмём теперь .
Тогда сумма имеет уже не вырожденное, а нормальное распределение
(проверить!).
Распределение функции от нескольких случайных величин может определяться
их частными распределениями, если, например, потребовать
независимости этих
случайных величин. В этом случае совместное распределение также
полностью определяется частными распределениями (а именно, как их произведение).