解析
由题意知
pX(x)=2πσ11exp{−2σ12(x−μ)2},
p(y∣x)=2πσ21exp{−2σ22(y−x)2},
所以由 (3.5.11) 式得
pY(y)=∫−∞∞pX(x)p(y∣x)dx
=2πσ1σ21∫−∞∞exp{−2σ12(x−μ)2−2σ22(y−x)2}dx
∝∫−∞∞exp{−21(σ121+σ221)x2+(σ22y+σ12μ)x}dxexp{−21σ22y2},
被积函数可以看作一种特殊的正态分布的核,这里取
a=21(σ121+σ221),b=σ22y+σ12μ,
则上式化成
pY(y)∝∫−∞∞exp{−a(x−2ab)2}dxexp{4ab2−21σ22y2}
∝exp{2(σ12+σ22)σ12σ22(σ22y+σ12μ)2−21σ22y2}
=exp{−2(σ12+σ22)1y2+σ12+σ22μy},
根据 (2.5.23) 式,该分布是正态分布,即 N(μ,σ12+σ22)。