本文主要推導兩個高斯分布的相加結果。在知乎上有個問題:正態分布隨機變量的和還是正態分布嗎? _ 也是本文主要解決的問題。
首先給出結論:
(1)正態隨機變量的線性函數仍為正態隨機變量。
(2)正態隨機變量的線性組合仍為正態隨機變量。
(3)正態隨機變量的乘積仍為正態隨機變量。
高斯分布的概率密度函數:
直覺中,兩個高斯(正態)隨機變量的和似乎應該是兩個概率密度函數的和,如下圖所示,其結果就近似為兩個概率密度的包絡線,這明顯是錯誤的,是用直覺推導數學,大錯特錯。
在解決此問題前,我們需要搞清楚兩個高斯函數的和的物理意義,這里用經典的投骰子作為為例子更好理解。
下面介紹兩個高斯分布的和的分布——即正態分布的再生性的推導過程。
步驟1:連續型隨機向量和的分布:
步驟2:正態分布的再生性的推導:
參考文獻:兩個高斯分布相加(卷積)的理論推導