什么是协方差,怎么计算?
cov(x,y)公式是:
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
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。
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。