方差、协方差和协方差矩阵

上次写了相关系数,其实很类似的一个概念是协方差。要说协方差,先复习下基本的统计内容

1. 均值

《方差、协方差和协方差矩阵》

2.方差(标准差、标准方差)

《方差、协方差和协方差矩阵》          或者写为:                 《方差、协方差和协方差矩阵》

 

《方差、协方差和协方差矩阵》

 

简单来说,标准差是一组数值自平均值分散开来的程度的一种测量观念。一个较大的标准差,代表大部分的数值和其平均值之间差异较大;一个较小的标准差,代表这些数值较接近平均值。

如果是样本,标准差公式根号内除以(n-1)。因为我们大量接触是样本,所以普遍使用根号内除以(n-1)。在统计学中样本的均差多是除以自油度n-1),它的意思是样本能自由选择的程度。当选到只剩一个时,它不可能再有自由了,所以自油度是(n-1)。  【故意写错,通过不了没有办法啊】

3.协方差

 可以看到方差是衡量单个变量的,或者说是自己和自己的分散程度。如果要分析多个变量之间的分散程度或者多个变量之间的关联程度,怎么办呢?类似方差,协方差就是

《方差、协方差和协方差矩阵》    

对比var(X),很容易发现它们的关系。 var(x,y) = cov(x,y),或者说方差是协方差的一个特例。

 

x = 3 2 4 5 6
y = 9 7 12 15 17

首先计算xy的期望值:
  ux=3+2+4+5+6/5=4
 
uy=9+7+12+15+17/5=12
 
利用公式把xi32456)、yi97121517)及如上计算得到的期望依次带入公式,算得

 

《方差、协方差和协方差矩阵》

 

 

Excel文档说计算公式是

 

 

方差VAR 的计算公式如下:

《方差、协方差和协方差矩阵》

协方差COV的计算公式:

《方差、协方差和协方差矩阵》

相关系数的上半身和协方差的长得好像,是,只看上半身,下半身不要有想法啊。

相关系数就不说了吧,见我另外一篇文章。

 

4.协方差矩阵

就是比协方差多了个矩阵,没错。协方差矩阵计算的就是多个变量之间的协方差,两两之间互相计算,最后就得到了一个矩阵。

比如,有a,b,c三个变量,计算cov(a,a) cov(a,b) cov(a,c) … … 就得到3*3的对称(对称,你懂的)矩阵,其实很简单吧。

cov(a,a)   cov(a,b)   cov(a,c)
cov(b,a)   cov(b,b)   cov(b,c)
cov(c,a)   cov(c,b)    cov(c,c)

《方差、协方差和协方差矩阵》

 

  这么繁琐复杂的公式,计算协方差矩阵有什么意义,干神马用的,且听下回分解!

 

 

 

 

    原文作者:李元乐
    原文地址: https://blog.csdn.net/hugolyl/article/details/47747865
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