因果图中的条件独立性——基于图的证明

发布时间 2023-08-13 14:42:28作者: Bill_H

有因果图如下所示,其中\(U_X,U_Y,U_Z\)是外生变量(外生变量之间互相独立)。

图中\(X,Y,Z\)三者之间属于“链式”关系,如果给定\(Y\)的观测值,则\(X\)\(Z\)相互独立,可以通过图来证明这一点。

\(Y\)的观测值为\(C\),则在\(Y\)被观测的前后,\(X\)\(Z\)各自的因果图分别如下所示(剔除中间变量,画出从外生变量直接到结果变量的因果图):

可以看到,在\(Y\)被观测前,\(U_X\)既是\(X\)的原因,也是\(Z\)的原因之一,因此\(X\)\(Z\)并不相互独立。而在\(Y\)被观测后,\(X\)\(Z\)不再共享任何外生变量,因此相互独立。

同理,对于如下所示的Fork型因果图,在\(X\)被观测前,\(Y\)\(Z\)共享外生变量\(U_X\),因此不互相独立,而在\(X\)被观测后,\(Y\)\(Z\)不再共享任何外生变量,因此相互独立。