Когда многомерная случайная величина имеет невырожденную ковариационную матрицу , множество все действительные линейные комбинации образуют мерное вещественное векторное пространство с базисом и невырожденным внутренним произведением, задаваемымC = ( γ i j ) = ( Cov ( X i , X j ) ) X i n E = ( X 1 , X 2 , … , X n )( X1, X2, … , XN)C=(γij)=(Cov(Xi,Xj))XinE=(X1,X2,…,Xn)
⟨Xi,Xj⟩=γij .
Его двойной базис относительно этого внутреннего произведения , , однозначно определяется отношениямиE∗=(X∗1,X∗2,…,X∗n)
⟨X∗i,Xj⟩=δij ,
дельта Кронекера (равна когда и противном случае).я = J 01i=j0
Двойственный базис представляет интерес здесь, потому что частичная корреляция и получается как корреляция между частью которая остается после проецирования его в пространство, охватываемое всеми другими векторами (давайте просто назовем его «остаточным», ) и сопоставимая часть , его остаточный . И все же - это вектор, который ортогонален всем векторам, кроме и имеет положительное внутреннее произведение на поэтому должно быть неотрицательным кратным , а также дляX j X i X i ∘ X j X j ∘ X ∗ i X i X i X i ∘ X ∗ i X jXiXjXiXi∘XjXj∘X∗iXiXiXi∘X∗iXj, Поэтому давайте напишем
Xi∘=λiX∗i, Xj∘=λjX∗j
для положительных действительных чисел и .λ jλiλj
Частичная корреляция - это нормализованное скалярное произведение остатков, которое не изменяется при масштабировании:
ρij∘=⟨Xi∘,Xj∘⟩⟨Xi∘,Xi∘⟩⟨Xj∘,Xj∘⟩−−−−−−−−−−−−−−−−√=λiλj⟨X∗i,X∗j⟩λ2i⟨X∗i,X∗i⟩λ2j⟨X∗j,X∗j⟩−−−−−−−−−−−−−−−−−−√=⟨X∗i,X∗j⟩⟨X∗i,X∗i⟩⟨X∗j,X∗j⟩−−−−−−−−−−−−−−√ .
(В любом случае частичная корреляция будет равна нулю всякий раз, когда остатки ортогональны, независимо от того, являются ли они ненулевыми.)
Нам нужно найти внутренние произведения двойных базисных элементов. С этой целью разверните двойные базисные элементы в терминах исходного базиса :E
X∗i=∑j=1nβijXj .
Тогда по определению
δik=⟨X∗i,Xk⟩=∑j=1nβij⟨Xj,Xk⟩=∑j=1nβijγjk .
В матричной записи с единичной матрицей и матрицей изменения базиса это означаетB = ( β i j )I=(δij)B=(βij)
I=BC .
То есть, , это именно то, что утверждает статья в Википедии. Предыдущая формула для частичной корреляции даетB=C−1
ρij⋅=βijβiiβjj−−−−−√=C−1ijC−1iiC−1jj−−−−−−√ .