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  • Entropie conjointe

    Formulaire de report

    Entropie conjointe \(H(X,Y)\) de \(X\) et \(Y\)
    Quantité définie par : $$H(X,Y)=\sum_{x\in\mathcal X}\sum_{y\in\mathcal Y}p_{XY}(x,y)\log_2(p_{XY}(x,y))$$
    • correspond à l'Information apportée par le système \((X,Y)\)
    • \(H\) est positive et symétrique
    • \(H(X,Y)\leqslant\) \(H(X)+H(Y)\), avec égalité si et seulement si \(X\) et \(Y\) sont indépendantes
    • \(H(X,Y)\geqslant\) \(\max(H(X),H(Y))\) avec égalité si et seulement si les deux sources contiennent exactement la même Information
    • formule à partir de l'Entropie conditionnelle : \(H(X,Y)=H(X)+H(Y|X)\)
    • ce concept peut être étendu à \(n\) variables, avec la formule : $$H(X_{1:n})=\sum^n_{i=1}H(X_i|X_{1:i-1})$$
    •     
    • on a la majoration \(H(X_{1:n})\leqslant\) \(\sum^n_{i=1}H(X_i)\)


    Questions de cours

    Montrer que $$H(X,Y)\leqslant H(X)+H(Y)$$ et qu'on a égalité si et seulement si \(X\) et \(Y\) sont indépendants.

    Calculer la Divergence de Kullback-Leibler entre la loi conjointe et le produit des lois marginales et exploser le \(\log\).

    Conclure avec l'Inégalité de Gibbs

    Montrer que $$H(X,Y)\geqslant\max(H(X),H(Y))$$

    Ecrire \(H(X,Y)\) en remplaçant les lois conjointes via les lois conditionnelles.

    Faire exploser le \(\log\)

    Virer l'un des termes pour avoir une majoration

    Réécrire pour pouvoir virer les probabilités conditionnelles (via somme de probas qui valent \(1\))

    On trouve l'autre côté de la majoration par symétrie.


    Montrer que $$H(X,Y)=H(X)+H(Y|X).$$

    Réécrire la proba du couple via une proba conditionnelle et exploser le \(\log\).

    Reconnaître les deux entropies.


    START
    Ω Basique (+inversé optionnel)
    Recto: Comment représenter l'entropie conjointe \(H(X,Y)\) sur un diagramme de Venn ?

    Verso:

    Bonus:
    Carte inversée ?:
    END
    'information