求解協方差矩陣

2022-01-12 19:38:43 字數 780 閱讀 1576

x、y 是兩個隨機變數,x、y 的協方差 cov(x, y) 定義為:

其中:、

矩陣中的資料按行排列與按列排列求出的協方差矩陣是不同的,這裡預設資料是按行排列。即每一行是乙個observation(or sample),那麼每一列就是乙個隨機變數。協方差對角線處的元素表示的是方差,這個關係我們記住就行了。比如目前我們從之前的兩個變數過渡成了三個變數,則我們的協方差矩陣可以寫為:

從上面我們可以清楚的看到對角線上的數值是cov(x,x)=var(x),cov(y,y)=var(y),cov(y,y)=var(z),因此對角線處是我們的方差,有乙個函式trace()專門則用於表示提取我們矩陣當中的對角線處的元素。下面我們把用cov函式表示的形式變化為更加普世的形式也就是用aij來表示我們的每乙個協方差的數值。

協方差矩陣:

協方差矩陣的維度等於隨機變數的個數,即每乙個 observation 的維度。在某些場合前邊也會出現 1 / m,而不是 1 / (m - 1).求解得到的樣本協方差是1 / (m - 1),總體協方差是1/m。

舉個例子,矩陣 x 按行排列:

其中:也就是將所有的方差都相乘乘起來,然後再求出方差的平均數,就得到協方差,相當於二維情況下的標準差的平方。協方差在高維度的高斯分布當中非常重要。

注意:有時候在書上或者網上會看到這樣的公式,協方差矩陣 σ:

這裡之所以會是 x * x』 是因為原始資料集 x 是按列排列的,即:

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...

協方差和協方差矩陣

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。比如...