Cas des variables aléatoires gaussiennes

La densité de probabilté d'un couple de variables aléatoires centrées gaussiennes dans leur ensemble est donnée par
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formule qui fait apparaître les variances de chacune des deux variables ainsi que leur coefficient de corrélation; on notera que l'exposant de est une forme quadratique définie positive lorsque .

Figure 15: Densité de probabilité d'un couple de variables aléatoires gaussiennes

Figure 16: Courbes de niveau de la densité de probabilité d'un couple de variables aléatoires gaussiennes : le coefficient de corrélation prend pour valeur (a) , (b) (corrélation négative) , (c) (indépendance), (d) (corrélation forte)

Si le coefficient est nul, s'écrit comme un produit
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Les variables sont donc indépendantes.

Deux variables aléatoires gaussiennes orthogonales sont nécessairement indépendantes. On peut toujours représenter un couple de variables aléatoires gaussiennes comme une combinaison linéaire de variables aléatoires gaussiennes indépendantes.
Un changement de variables par rotation
 
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permet d'obtenir deux variables orthogonales (). Par conséquent la densité du couple de variables aléatoires () se factorise sous la forme
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La densité de probabilité conditionnelle de connaissant s'écrit
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Lorsque est finé, est une variable aléatoire gaussienne non centrée de moyenne et de variance . La somme de deux variables aléatoires gaussiennes dont les variances sont respectivement et et dont le coefficient de corrélation est est une variable aléatoire gaussienne de variance .
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