เมื่อตัวแปรสุ่มหลายตัวแปร(X1,X2,…,Xn)มีเมทริกซ์ความแปรปรวนแบบไม่เปลี่ยนแปลงC=(γij)=(Cov(Xi,Xj))ชุดของการรวมเชิงเส้นจริงทั้งหมดของXiสร้างปริภูมิเวกเตอร์จริงnมิติที่มีพื้นฐานและผลิตภัณฑ์ภายในที่ไม่เสื่อมคุณภาพที่กำหนดโดยE=(X1,X2,…,Xn)
⟨Xi,Xj⟩=γij .
ใช้พื้นฐานคู่ที่เกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ด้านนี้ , ถูกกำหนดให้ไม่ซ้ำกันโดยความสัมพันธ์E∗=(X∗1,X∗2,…,X∗n)
⟨X∗i,Xj⟩=δij ,
Kronecker delta (เท่ากับเมื่อi = jและ0 เป็นอย่างอื่น)1i=j0
พื้นฐานที่น่าสนใจก็คือที่นี่เพราะความสัมพันธ์บางส่วนของและX jนั้นได้มาจากความสัมพันธ์ระหว่างส่วนของX iที่เหลือหลังจากที่ฉายมันเข้าไปในอวกาศที่เวกเตอร์อื่น ๆ ทอด (เรียกง่ายๆว่า " ที่เหลือ" X ฉัน∘ ) และส่วนหนึ่งเดียวกันของX J , คงเหลือX เจ ∘ แต่X ∗ฉันเป็นเวกเตอร์ที่ตั้งฉากกับเวกเตอร์ทั้งหมดนอกเหนือจากX iและมีผลบวกภายในกับX ฉันดังนั้นX ฉันXiXjXiXi∘XjXj∘X∗iXiXiXi∘ must be some non-negative multiple of X∗i, and likewise for Xj. Let us therefore write
Xi∘=λiX∗i, Xj∘=λjX∗j
for positive real numbers λi and λj.
The partial correlation is the normalized dot product of the residuals, which is unchanged by rescaling:
ρij∘=⟨Xi∘,Xj∘⟩⟨Xi∘,Xi∘⟩⟨Xj∘,Xj∘⟩−−−−−−−−−−−−−−−−√=λiλj⟨X∗i,X∗j⟩λ2i⟨X∗i,X∗i⟩λ2j⟨X∗j,X∗j⟩−−−−−−−−−−−−−−−−−−√=⟨X∗i,X∗j⟩⟨X∗i,X∗i⟩⟨X∗j,X∗j⟩−−−−−−−−−−−−−−√ .
(In either case the partial correlation will be zero whenever the residuals are orthogonal, whether or not they are nonzero.)
We need to find the inner products of dual basis elements. To this end, expand the dual basis elements in terms of the original basis E:
X∗i=∑j=1nβijXj .
Then by definition
δik=⟨X∗i,Xk⟩=∑j=1nβij⟨Xj,Xk⟩=∑j=1nβijγjk .
In matrix notation with I=(δij) the identity matrix and B=(βij) the change-of-basis matrix, this states
I=BC .
That is, B=C−1, which is exactly what the Wikipedia article is asserting. The previous formula for the partial correlation gives
ρij⋅=βijβiiβjj−−−−−√=C−1ijC−1iiC−1jj−−−−−−√ .