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協方差公式的推導

cov(x,y)=EXY-EX*EY

協方差的定義,EX是隨機變量x的數學期望,同樣的,EXY是XY的數學期望,這個比較麻煩。建議妳看看概率論CoV (x,y) = exy-ex * ey。

協方差的定義,EX是隨機變量x的數學期望,EXY是XY的數學期望,比較麻煩。建議妳看壹看概率論。

例如:

Xi 1.1.93

易5.0 10.4 14.6

e(X)=(1.1+1.9+3)/3 = 2

e(Y)=(5.0+10.4+14.6)/3 = 10

e(XY)=(1.1×5.0+1.9×10.4+3×14.6)/3 = 23.02

Cov(X,Y)= E(XY)-E(X)E(Y)= 23.02-2×10 = 3.02

另外,我們還可以計算:d(x)= e(x ^ 2)-e ^ 2(x)=(1.1.2+1.9 ^ 2+3 ^ 2)/3-4 = 4.60-4 = 0。

d(y)=e(y^2)-e^2(y)=(5^2+10.4^2+14.6^2)/3-100=15.44σy = 3.93

x和y的相關系數:

r(X,Y)=Cov(X,Y)/(σXσY)= 3.02/(0.77×3.93)= 0.9979

說明這組數據x和y的相關性很好!

擴展數據:

協方差在概率論和統計學中用來衡量兩個變量的總誤差。方差是協方差的特例,即兩個變量相同時。

協方差表示兩個變量的總誤差,不同於只有壹個變量誤差的方差。如果兩個變量的趨勢壹致,即其中壹個大於自己的期望,另壹個大於自己的期望,那麽兩個變量之間的協方差為正。

如果兩個變量的趨勢相反,即其中壹個大於其期望值,另壹個小於其期望值,則兩個變量之間的協方差為負。

如果兩個隨機變量X和Y是相互獨立的,那麽E[(X-E(X))(Y-E(Y))]=0,所以如果上面的數學期望不為零,那麽X和Y不是相互獨立的,即它們之間存在壹定的關系。

協方差和方差之間有以下關系:

D(X+Y)=D(X)+D(Y)+2Cov(X,Y)

D(X-Y)=D(X)+D(Y)-2Cov(X,Y)

協方差與期望值有以下關系:

Cov(X,Y)=E(XY)-E(X)E(Y).

協方差的屬性:

(1)Cov(X,Y)=Cov(Y,X);

(2)Cov(aX,bY)=abCov(X,y),(a,b為常數);

(3)Cov(X1+X2,Y)=Cov(X1,Y)+Cov(X2,Y).

從協方差的定義可以看出,Cov(X,X)=D(X),Cov(Y,Y)=D(Y)。

協方差作為描述X和Y相關程度的量,在相同的物理維度下發揮壹定的作用,但同樣的兩個量采用不同的維度,使得它們的協方差在數值上表現出很大的差異。為此,引入了以下概念:

定義

稱為隨機變量X和Y的皮爾遜相關系數..

方差是概率論和統計方差度量隨機變量或壹組數據時,對離散程度的度量。概率論中的方差用於衡量隨機變量與其數學期望(即均值)之間的偏差。統計學中的方差(樣本方差)是每個樣本值與所有樣本值的平均值之差的平方值的平均值。在許多實際問題中,研究方差即偏離度具有重要意義。

方差是對源數據和期望值之間差異的度量。

方差在統計描述和概率分布中有不同的定義和公式。

在統計描述中,方差用於計算每個變量(觀察值)與總體均值之間的差異。為了避免平均和偏差為零和平均平方和偏差受樣本大小影響的現象,用平均平方和的平均偏差來描述變量的變異程度。人口方差計算公式:

對於人口方差?是壹個變量。人口是平均的嗎?是案例總數。

在實際工作中,當總體均值難以獲得時,用樣本統計量來代替總體參數。校正後,計算樣本方差的公式為:s 2 = ∑ (x-?)^2 / (n-1)

S 2是樣本方差,x是變量。是樣本平均值,n是樣本數。

參考資料:

百度百科-協方差

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