具體解釋協方差與協方差矩陣

2021-09-06 18:59:00 字數 1625 閱讀 4788

協方差的定義

對於一般的分布,直接代入

e(x)之類的就能夠計算出來了,但真給你乙個詳細數值的分布,要計算協方差矩陣,依據這個公式來計算,還真不easy反應過來。網上值得參考的資料也不多,這裡用乙個樣例說明協方差矩陣是怎麼計算出來的吧。

記住,x、y

是乙個列向量,它表示了每種情況下每乙個樣本可能出現的數。比方給定

表示x軸可能出現的數,y表示

y軸可能出現的。注意這裡是關鍵,給定了

4個樣本,每乙個樣本都是二維的,所以僅僅可能有x和

y兩種維度。所以

用中文來描寫敘述,就是:

協方差(i,j)=(第i

列的全部元素-第

i列的均值)*(第

j列的全部元素-第

j列的均值)

這裡僅僅有

x,y兩列,所以得到的協方差矩陣是

2x2的矩陣,以下分別求出每個元素:

所以,依照定義,給定的

4個二維樣本的協方差矩陣為:

用matlab

計算這個樣例

z=[1,2;3,6;4,2;5,2]

cov(z)

ans =

2.9167   -0.3333

-0.3333    4.0000

能夠看出,

matlab

計算協方差過程中還將元素統一縮小了

3倍。所以,協方差的

matlab

計算公式為:

協方差

(i,j)=

(第

i列全部元素

-

i列均值)

*(第

j列全部元素

-

j列均值)

/(樣本數

-1

以下在給出乙個4維

3樣本的例項,注意

4維樣本與符號

x,y就沒有關係了,

x,y表示兩維的,

4維就直接套用計算公式,不用

x,y那麼具有迷惑性的表達了。

)與matlab

計算驗證

z=[1 2 3 4;3 4 1 2;2 3 1 4]

cov(z)

ans =

1.0000    1.0000   -1.0000   -1.0000

1.0000    1.0000   -1.0000   -1.0000

-1.0000   -1.0000    1.3333    0.6667

-1.0000   -1.0000    0.6667    1.3333

可知該計算方法是正確的。我們還能夠看出,協方差矩陣都是方陣,它的維度與樣本維度有關(相等)。參考

2中還給出了計算協方差矩陣的原始碼,很簡潔易懂,在此感謝一下!

參考:

[1]

[2]

協方差 協方差矩陣

期望 離散型隨機變數的一切可能的取值xi與對應的概率pi xi 之積的和稱為該離散型隨機變數的數學期望 設級數絕對收斂 記為 e x 隨機變數最基本的數學特徵之一。它反映隨機變數平均取值的大小。又稱期望或均值。求法 設離散型隨機變數x的取值為 方差 方差是各個資料與平均數之差的平方的平均數。在概率論...

期望 方差 協方差 協方差矩陣

方差pearson相關係數 協方差矩陣與相關係數矩陣 我們將隨機實驗e的一切可能基本結果 或實驗過程如取法或分配法 組成的集合稱為e的樣本空間,記為s。樣本空間的元素,即e的每乙個可能的結果,稱為樣本點。這樣思考一下,如果某個資料集x xx滿足它是某個分布的隨機取樣,那麼在取樣過程中最可能出現的值是...

詳解協方差與協方差矩陣

協方差的定義 對於一般的分布,直接代入 e x 之類的就可以計算出來了,但真給你乙個具體數值的分布,要計算協方差矩陣,根據這個公式來計算,還真不容易反應過來。網上值得參考的資料也不多,這裡用乙個例子說明協方差矩陣是怎麼計算出來的吧。記住,x y 是乙個列向量,它表示了每種情況下每個樣本可能出現的數。...