11月1日の質問から:
(X-μ)/σ=rcosθ,(Y-μ)/σ=rsinθとおくと,XとYが独立でなくなると思うのですが,それでいいのですか?
確率変数(変量)の「独立性(independence)」については詳しく説明しませんでした.ふたつの変量XとYがあって,それぞれの確率密度関数をf(x),f(y)とします.XとYが「統計学的に独立である」というのは,言葉で言えば,「一方の変量の確率が他方の変量の確率にまったく影響しない」ということです.
独立性の条件を式で書けば,二変量(X,Y)の確率密度関数*1が
f(x)・f(y)
となります.要するに,変量ペアの確率は,各変量の密度関数の「積」で与えられるということです*2.
高校で確率・統計を勉強したときに,「独立事象」に関する問題を解いたことがきっとあると思います.二つの事象AとBが「独立」である条件式は,その確率Pr(A & B)=Pr(A)・Pr(B)となることでした.それと同じことだと考えてください*3.
上の質問に戻りますと,変量の「独立性」は確率に関わる密度関数の性質であって,変数の値に関わる変数変換とは無関係です.
さらに言えば,正規分布の全確率が1になるという証明の過程がこの質問の発端だったわけですが,元の変量XとYが独立であれば,最終的に上の極座標変換の変量rとθの確率密度関数は別々に因数分解されました.したがって,変数変換後のrとθは統計学的に「独立」ということになります.