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协方差计算公式,协方差怎么计算,请举例说明

来源:连笔字网 2023-12-02 10:52:40 作者:连笔君

协方差怎么计算,请举例说明

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

协方差的定义,EX为随机变量X的数学期望,同理,EXY是XY的数学期望,挺麻烦的,建议你看一下概率论cov(x,y)=EXY-EX*EY

协方差的定义,EX为随机变量X的数学期望,同理,EXY是XY的数学期望,挺麻烦的,建议你看一下概率论

举例:

Xi 1.1 1.9 3

Yi 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

此外:还可以计算:D(X)=E(X^2)-E^2(X)=(1.1^2+1.9^2+3^2)/3 - 4=4.60-4=0.6 σx=0.77

D(Y)=E(Y^2)-E^2(Y)=(5^2+10.4^2+14.6^2)/3-100=15.44 σy=3.93

X,Y的相关系数:

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

表明这组数据X,Y之间相关性很好!

为样本均值,n为样本例数。

参考资料:百度百科-协方差

协方差怎么计算,请举例说明

定义 E[(X-E(X))(Y-E(Y))]称为随机变量X和Y的协方差,记作COV(X,Y),即COV(X,Y)=E[(X-E(X))(Y-E(Y))]。注意 E[(X-E(X))(Y-E(Y))]= E(XY)-E(X)E(Y) 。

一:举例

(1)Xi 1.1 1.9 3

Yi 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。

二:(1)协方差表示的是两个变量的总体的误差,这与只表示一个变量误差的方差不同。 如果两个变量的变化趋势一致,也就是说如果其中一个大于自身的期望值,另外一个也大于自身的期望值,那么两个变量之间的协方差就是正值。

(2) 如果两个变量的变化趋势相反,即其中一个大于自身的期望值,另外一个却小于自身的期望值,那么两个变量之间的协方差就是负值。

(3)如果X与Y是统计独立的,那么二者之间的协方差就是0,因为两个独立的随机变量满足E[XY]=E[X]E[Y]。

(4)反过来并不成立。即如果X与Y的协方差为0,二者并不一定是统计独立的。

(5)协方差Cov(X,Y)的度量单位是X的协方差乘以Y的协方差。而取决于协方差的相关性,是一个衡量线性独立的无量纲的数。协方差为0的两个随机变量称为是不相关的。

三:性质

若两个随机变量X和Y相互独立,则E[(X-E(X))(Y-E(Y))]=0,因而若上述数学期望不为零,则X和Y必不是相互独立的,亦即它们之间存在着一定的关系。协方差与方差之间有如下关系D(X+Y)=D(X)+D(Y)+2Cov(X,Y)

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

协方差与期望值有如下关系:

Cov(X,Y)=E(XY)-E(X)E(Y)。

协方差怎么计算

在概率论和统计学中,协方差用于衡量两个变量的总体误差。

2.期望值分别为E(X) = μ 与 E(Y) = ν 的两个实数随机变量X与Y之间的协方差定义为:

COV(X,Y)=E[(X-E(X))(Y-E(Y))]

等价计算式为COV(X,Y)=E(XY)-E(X)E(Y)

协方差的计算方法

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

协方差的定义,EX为随机变量X的数学期望,同理,EXY是XY的数学期望,挺麻烦的,建议你看一下概率论cov(x,y)=EXY-EX*EY

协方差的定义,EX为随机变量X的数学期望,同理,EXY是XY的数学期望,挺麻烦的,建议你看一下概率论

举例:

Xi 1.1 1.9 3

Yi 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

此外:还可以计算:D(X)=E(X^2)-E^2(X)=(1.1^2+1.9^2+3^2)/3 - 4=4.60-4=0.6 σx=0.77

D(Y)=E(Y^2)-E^2(Y)=(5^2+10.4^2+14.6^2)/3-100=15.44 σy=3.93

X,Y的相关系数:

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

表明这组数据X,Y之间相关性很好!

如果两个变量的变化趋势一致,也就是说如果其中一个大于自身的期望值时另外一个也大于自身的期望值,那么两个变量之间的协方差就是正值;如果两个变量的变化趋势相反,即其中一个变量大于自身的期望值时另外一个却小于自身的期望值,那么两个变量之间的协方差就是负值。

如果X与Y是统计独立的,那么二者之间的协方差就是0,因为两个独立的随机变量满足E[XY]=E[X]E[Y]。

但是,反过来并不成立。即如果X与Y的协方差为0,二者并不一定是统计独立的。

协方差Cov(X,Y)的度量单位是X的协方差乘以Y的协方差。而取决于协方差的相关性,是一个衡量线性独立的无量纲的数。

协方差为0的两个随机变量称为是不相关的。

参考资料:百度百科——协方差

协方差公式

协方差的性质(1)COV(X,Y)=COV(Y,X); (2)COV(aX,bY)=abCOV(X,Y),(a,b是常数); (3)COV(X1+X2,Y)=COV(X1,Y)+COV(X2,Y)。

由性质(3)展开
cov(x-2y,2x+3y)
=cov(x-2y,2x)+cov(x-2y,3y)
=cov(x,2x)-cov(2y,2x)+cov(x,3y)-cov(2y,3y)

又有COV(X,Y)=E(XY)-E(X)E(Y)。以上四式可分别写成

cov(x,2x)=E(2x^2)-E(x)E(2x)=2Ex^2-2ExEx=2Dx --1
cov(2y,3y)=E(6y^2)-E(2y)E(3y)=6Ey^2-6EyEy=6Dy --2
cov(2y,2x)=E(4xy)-E(2y)E(2x)=4Exy-4ExEy --3
cov(x,3y)=E(3xy)-E(x)E(3y)=3Exy-3ExEy --4
(x^2的意思是 x的二次方
y^2的意思是 y的二次方)

由以上四式得
cov(x-2y,2x+3y)=2Dx-(4Exy-4ExEy)+ (3Exy-3ExEy)-6Dy
=2Dx-6Dy-(Exy-ExEy)
=2Dx-cov(x,y)-6Dy

协方差性质 参考http://baike.baidu.com/view/121095.htm

协方差中Cov(X,Y)=E(XY)-E(X)E(Y),这里的E(XY)怎样计算,举个例子呗

Xi 1.1 1.9 3

Yi 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

此外:还可以计算:

D(X)=E(X2)-E2(X)=(1.12+1.92+32)/3 - 4=4.60-4=0.6 σx=0.77

D(Y)=E(Y2)-E2(Y)=(52+10.42+14.62)/3-100=15.44 σy=3.93

X,Y的相关系数:

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

表明这组数据X,Y之间相关性很好!

协方差表示的是两个变量的总体的误差,这与只表示一个变量误差的方差不同。 如果两个变量的变化趋势一致,也就是说如果其中一个大于自身的期望值,另外一个也大于自身的期望值,那么两个变量之间的协方差就是正值。

如果两个变量的变化趋势相反,即其中一个大于自身的期望值,另外一个却小于自身的期望值,那么两个变量之间的协方差就是负值。

扩展资料:

若两个随机变量X和Y相互独立,则E[(X-E(X))(Y-E(Y))]=0,因而若上述数学期望不为零,则X和Y必不是相互独立的,亦即它们之间存在着一定的关系。

协方差与方差之间有如下关系:

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

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

协方差与期望值有如下关系:

Cov(X,Y)=E(XY)-E(X)E(Y)。

协方差的性质:

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

(2)Cov(aX,bY)=abCov(X,Y),(a,b是常数);

(3)Cov(X1+X2,Y)=Cov(X1,Y)+Cov(X2,Y)。

由协方差定义,可以看出Cov(X,X)=D(X),Cov(Y,Y)=D(Y)。

设X和Y是随机变量,若E(X^k),k=1,2,...存在,则称它为X的k阶原点矩,简称k阶矩。

若E{[X-E(X)]k},k=1,2,...存在,则称它为X的k阶中心矩。

若E{(X^k)(Y^p)},k、l=1,2,...存在,则称它为X和Y的k+p阶混合原点矩。

若E{[X-E(X)]^k[Y-E(Y)]^l },k、l=1,2,...存在,则称它为X和Y的k+l阶混合中心矩。

显然,X的数学期望E(X)是X的一阶原点矩,方差D(X)是X的二阶中心矩,协方差Cov(X,Y)是X和Y的二阶混合中心矩。

参考资料:百度百科---协方差

什么是协方差,怎么计算

协方差用于衡量两个变量的总体误差
期望值分别为E(X) = μ 与 E(Y) = ν 的两个实数随机变量X与Y之间的协方差定义为:
COV(X,Y)=E[(X-E(X))(Y-E(Y))]
COV(X,Y)=E(XY)-E(X)E(Y)

协方差计算公式怎么推导的

假设c是常数,x,y是随机变量,那么数学期望E有以下的一些性质E(c)=cE(x+c)=E(x)+cE(cx)=cE(x)E(x+y)=E(x)+E(y)所以E{[X-E(X)]}{[Y-E(Y)]}=E{xy-xE(y)-yE(x)+E(x)E(y)}=E(xy)-E(x)E(y)-E(x)E(y)+E(x)E(y)=E(xy)-E(x)E(y)

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