怎么描述随机变量取值的偏离程度(如何衡量随机变量间的相关程度)

协方差矩阵

怎么描述随机变量取值的偏离程度(如何衡量随机变量间的相关程度)(1)

首先我们计算出将随机向量 (X1, X2) 的四个二阶中心矩,我们将其组成一个矩阵:

怎么描述随机变量取值的偏离程度(如何衡量随机变量间的相关程度)(2)

这个矩阵就是我们所说的协方差矩阵,其中对角线C11和C22可以理解为方差,而非对角线元素可以理解为协方差

如果我们对其进行扩展,n 维随机向量 (X1, X2, …, Xn) 的协方差阵可以通过随机向量的所有二阶中心矩来构建:

怎么描述随机变量取值的偏离程度(如何衡量随机变量间的相关程度)(3)

然后我们将其组成矩阵,原则就是对角线是每个随机变量的方差,而非对角线上第i、j个元素表示随机变量Xi和随机变量Xj之间的协方差。矩阵表示为:

怎么描述随机变量取值的偏离程度(如何衡量随机变量间的相关程度)(4)

根据上面构建矩阵的方式,我们可以看出协方差矩阵是一个对称矩阵。

给定分布求协方差矩阵

设(X,Y)为二维正态分布,有概率密度函数为:

怎么描述随机变量取值的偏离程度(如何衡量随机变量间的相关程度)(5)

求协方差矩阵?

我们知道要想求协方差矩阵只需要求解随机变量X、Y的方差和协方差就可以了,首先我们先来求方差,我们现在已经知道了概率密度函数了,然后我们和标准的二维正态分布的概率密度函数做比较,我们可以看到:

怎么描述随机变量取值的偏离程度(如何衡量随机变量间的相关程度)(6)

根据类比我们可以看到p=0,σ1=根号3,σ2=1。再由协方差阵定义,得

怎么描述随机变量取值的偏离程度(如何衡量随机变量间的相关程度)(7)

所以协方差就是pσ1σ2,最终就可以得到协方差矩阵:

怎么描述随机变量取值的偏离程度(如何衡量随机变量间的相关程度)(8)

,

免责声明:本文仅代表文章作者的个人观点,与本站无关。其原创性、真实性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容文字的真实性、完整性和原创性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并自行核实相关内容。文章投诉邮箱:anhduc.ph@yahoo.com

    分享
    投诉
    首页