martes, 3 de junio de 2014

Propiedades

Algunas propiedades de la distribución normal son:
  1. La moda y la mediana son ambas iguales a la media, μ;
  2. Los puntos de inflexión de la curva se dan para x = μ − σ y x = μ + σ.
  3. Distribución de probabilidad en un entorno de la media:
    1. en el intervalo [μ - σμ + σ] se encuentra comprendida, aproximadamente, el 68,26% de la distribución;
    2. en el intervalo [μ - 2σμ + 2σ] se encuentra, aproximadamente, el 95,44% de la distribución;
    3. por su parte, en el intervalo [μ -3σμ + 3σ] se encuentra comprendida, aproximadamente, el 99,74% de la distribución. Estas propiedades son de gran utilidad para el establecimiento deintervalos de confianza. Por otra parte, el hecho de que prácticamente la totalidad de la distribución se encuentre a tres desviaciones típicas de la media justifica los límites de las tablas empleadas habitualmente en la normal estándar.
  4. Si X ~ N(μσ2) y a y b son números reales, entonces (aX + b) ~ N(+ba2σ2).
  5. Si X ~ N(μxσx2) e Y ~ N(μyσy2) son variables aleatorias normales independientes, entonces:
    • Su suma está normalmente distribuida con U = X + Y ~ N(μx + μyσx2 + σy2) (demostración). Recíprocamente, si dos variables aleatorias independientes tienen una suma normalmente distribuida, deben ser normales (Teorema de Crámer).
    • Su diferencia está normalmente distribuida con V = X - Y \sim N(\mu_X - \mu_Y, \sigma^2_X + \sigma^2_Y).
    • Si las varianzas de X e Y son iguales, entonces U y V son independientes entre sí.
    • La divergencia de Kullback-LeiblerD {\rm KL}( X \| Y ) =
{ 1 \over 2 } \left( \log \left( { \sigma^2_Y \over \sigma^2_X } \right) + \frac{\sigma^2_X}{\sigma^2_Y} +
\frac{\left(\mu_Y - \mu_X\right)^2}{\sigma^2_Y} - 1\right).
  6. Si X \sim N(0, \sigma^2_X) e Y \sim N(0, \sigma^2_Y) son variables aleatorias independientes normalmente distribuidas, entonces:
  7. Si X_1, \dots, X_n son variables normales estándar independientes, entonces X_1^2 + \cdots + X_n^2 sigue una distribución χ² con n grados de libertad.
  8. Si X_1,\dots,X_n son variables normales estándar independientes, entonces la media muestral \bar{X}=(X_1+\cdots+X_n)/n y la varianza muestral S^2=((X_1-\bar{X})^2+\cdots+(X_n-\bar{X})^2)/(n-1) son independientes. Esta propiedad caracteriza a las distribuciones normales y contribuye a explicar por qué el test-F no es robusto respecto a la no-normalidad).
  9. Es simétrica respecto de su media, μ;

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