Gegeben seien zwei Zufallsvariablen und auf dem Wahrscheinlichkeitsraum (). Dann nennt man die Größe

die Kovarianz von , .

Ist , so nennt man und unkorreliert.

  • Wenn die Kovarianz zweier Zufallsvariablen positiv ist, dann heißt das, dass wenn die eine wächst, die andere das tendenziell auch tut.
  • Wenn die Kovarianz negativ ist, dann heißt das, dass wenn die eine wächst, die andere tendenziell fällt und umgekehrt.

Eigenschaften

  • Spezialfall:
  • Symmetrie:
  • Additiv:
  • Homogen:
  • unabhängig unkorreliert

Beispiel

Es seien folgende Zufallsvariablen und deren Wahrscheinlichkeiten gegeben:

Y \ X-306
11/121/61/12
**2 **01/30
61/121/121/6

Was ist die Kovarianz aus und ?

Lösung

Die Wahrscheinlichkeiten für die einzelnen Zufallsvariablen ergeben sich aus den Randverteilungen:

Y \ X-306
11/121/61/121/3
**2 **01/301/3
61/121/121/61/3
1/67/121/41

Der Erwartungswert von und berechnet sich wie folgt:

Der Erwartungswert aus dem Produkt von und berechnet sich wie folgt:

Misplaced && = \left(\frac{1}{12} \cdot -3 \cdot 1\right) + \left(\frac{1}{6} \cdot 0 \cdot 1\right) + \left(\frac{1}{12} \cdot 6 \cdot 1\right) \\ \\ & + \left(0 \cdot -3 \cdot 2\right) + \left(\frac{1}{3} \cdot 0 \cdot 2\right) + \left(0 \cdot 6 \cdot 2\right) \\ \\ & + \left(\frac{1}{12} \cdot -3 \cdot 6\right) + \left(\frac{1}{12} \cdot 0 \cdot 6\right) + \left(\frac{1}{6} \cdot 6 \cdot 6\right) \\ \\ & = 4,75 \end{align} $$ Daraus lässt sich die Kovarianz berechnen: $$\text{Cov}(X, Y) = E(X \cdot Y) - E(X) \cdot E(Y) = 4,75 - 1 \cdot 3 = 1,75$$