聯合分布、共變異數與相關

條件分布(conditional distribution)

你常常會得知一個變數的值,並想更新對另一個變數的看法。若有人告訴你今天的雨量,明天的雨量現在看起來如何?在固定 X = x 之後 Y 的條件分布,正是這個更新後的 Y 分布。

它是條件機率的隨機變數版本。對離散變數,條件 pmf 是 p_{Y|X}(y | x) = P(X = x「而且」Y = y) / P(X = x) —— 把注意力限制在 X = x 那一行,再把那一行重新縮放,使其機率重新加總為 1。直覺是:你已得知 X = x,於是只活在這件事為真的那片世界切片裡,並重新追問在這片切片之內 Y 是如何分布的。對每個可能的值 x,都有一整個 Y 的條件分布。

條件化讓相依性變得有用:它讓你能夠分階段地預測、更新與推理。若 Y 在已知 X 時的條件分布其實與 x 無關 —— 若每片切片看起來都一樣 —— 那麼 X 對 Y 毫無資訊,這正是獨立。條件分布與單純邊際之間的差距,就是 X 所攜帶資訊的價值。

擲一顆骰子;令 X 為點數,Y 為「點數為偶數」的指示變數。在已知 X = 4 時,Y 的條件分布退化為:Y = 1 的機率為 1。在已知 X = 3 時,Y = 0 的機率為 1。這裡你所條件化的切片完全決定了 Y。

條件化把範圍限制在聯合分布的一片切片上,再把它重新縮放成一個合法的分布。

P(Y = y | X = x) 需要 P(X = x) > 0;對連續的 X 此值為零,因此條件分布改透過密度來定義(見條件密度)。

又稱
conditional law條件分配