目录

1. 方差的性质

2. 协方差与相关系数

3. 不相关与独立

4. 矩、协方差矩阵、多元正态分布的性质


1. 方差的性质

  • 性质

1)c是常数,D(c) = 0

2)  设X是随机变量,c是常数,则有概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数  (概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数)

3) 设X,Y是两个随机变量,则概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

特别地,若X,Y相互独立,则有概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

综合上述三项, 设X,Y相互独立, a,b,c是常数,则:概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数  (概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数)

推广到任意有限个独立随机变量线性组合的情况:

                                         概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

4) 概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

  • 证明

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

  • 例题

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

 

2. 协方差与相关系数

设X, Y是两个随机变量, 则有:

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

特别地,若X,Y相互独立,则有概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数。即当X与Y相互独立时,有概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数;当X与Y不相互独立时,概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数.(X,Y的协方差)

  • 定义

数值概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数称为随机变量X和Y的协方差,记作Cov(X,Y),即:

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

此时D(X+Y) = D(X)+D(Y)+2Cov(X,Y).

协方差Cov( X ,Y )反映了随机变量X与Y的线性相关性:

1)当Cov( X ,Y )>0时,X与Y正相关。

2)当Cov( X ,Y )<0时,X与Y负相关。

1)当Cov( X ,Y )=0时,X与Y不相关。

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

  • 例题

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

  • 性质

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

2)  Cov(X,X) = D(X)

3)  Cov(aX,bY) = ab Cov(X,Y)       a,b是两个实数

4)概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

  • 相关系数

协方差是有量纲的数字特征,为了消除其量纲的影响,引入一个新概念:

                                   概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

称为随机变量X与Y的相关系数,是没有量纲的。

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

性质:

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

 

3. 不相关与独立

  • 定义

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数,则称随机变量X与Y不相关或0相关,

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

随机变量X,Y不相关或0相关的等价条件有:

1)概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

2)  概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数    概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

  • 性质

若X与Y相互独立,则X与Y不相关;反之不然。

证明:

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

4. 矩、协方差矩阵、多元正态分布的性质

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

  • 多元随机变量的数字特征

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

  • n元正态随机变量的联合概率密度的矩阵表示

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

  • n元正态随机变量的四条性质

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

  • 例题

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

概率论与数理统计 | (8) 协方差和相关系数

 

 

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