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Estadística Matemática · Vectores aleatorios

La matriz de varianza y covarianza

Un vector aleatorio \(X=(X_1,\dots,X_k)'\) reúne \(k\) variables medidas en la misma unidad de observación: un hogar, una persona, una empresa. Su matriz de varianza y covarianza, \(\Sigma=\E[(X-\mu)(X-\mu)']\), es la tabla de \(k\times k\) cuya entrada \((i,j)\) es \(\Cov(X_i,X_j)\). Con \(\Sigma\) se obtiene la varianza de cualquier suma ponderada de las variables, \(\Var(a'X)=a'\Sigma a\). Es la herramienta para medir la dispersión de índices y portafolios y, en regresión, la precisión de los coeficientes.

Fijo (parámetro)Aleatorio (estimador)Observado (dato)

Qué vas a aprender

  • Calcular e interpretar la covarianza y la correlación entre dos variables.
  • Organizar las varianzas y covarianzas de \(k\) variables en una matriz \(\Sigma\) y leerla.
  • Calcular la varianza de un índice o de cualquier suma ponderada con \(a'\Sigma a\).
  • Saber por qué no cualquier tabla de correlaciones es posible.
  • Distinguir covarianza cero de independencia.

Para qué sirve

Casi toda medición en economía aplicada combina varias variables: un índice de bienestar suma educación, salud e ingreso; un portafolio suma activos; un coeficiente de regresión es una suma ponderada de las observaciones. La varianza de una suma depende de cómo se mueven juntas sus partes, y la matriz \(\Sigma\) guarda esa información en un solo objeto.

Lo que necesitas antes

  • Varianza de una variable y sus propiedades, como \(\Var(aX+b)=a^2\Var(X)\).
  • Notación de sumatoria.
  • Vectores y matrices: la pestaña 1 repasa lo necesario.

Cómo está organizado

PestañaPregunta que responde
1. Vectores y matrices¿Cómo se multiplican una matriz y un vector, y qué es \(a'Aa\)?
2. Covarianza¿Cómo se mide si dos variables se mueven juntas?
3. La matriz \(\Sigma\)¿Cómo se organizan todas las varianzas y covarianzas de \(k\) variables?
4. Índice¿Cuánto varía entre hogares un índice que combina varias variables?
5. Direcciones¿Qué combinación de las variables varía más y cuál menos?
6. ¿Matriz posible?¿Por qué algunas tablas de correlaciones no pueden existir?
7. Independencia¿Covarianza cero quiere decir que las variables no se relacionan?
8. Portafolio¿Cómo se combinan dos activos para reducir el riesgo?