概率论-3.4 多维随机变量的特征数
二維隨機變量函數g(X,Y)的數學期望:
g(X,Y)=X
離散場,E(g(X,Y))=Sum(Sum(g(xi,yj)*P(X=xi,Y=yj)))
連續場,E(g(X,Y))=積分符 積分符 g(xi,yj)*p(x,y) dx dy
g(X,Y)=(X-E(X))^2
離散場,E(g(X,Y))=Sum(Sum(g(xi,yj)*P(X=xi,Y=yj)))
連續場,E(g(X,Y))=積分符 積分符 g(xi,yj)*p(x,y) dx dy
= 積分符 g(xi,yj)*px(x) dx
期望與方差的運算性質:
E(X1+X2+…+Xn)=E(X1)+…+E(Xn)
隨機變量X,Y相互獨立,則E(XY)=E(X)*E(Y),Var(X加減Y)= Var(X)+Var(Y)
協方差:
(X,Y)是一個二維隨機變量,若E((X-E(X))(Y-E(Y)))存在
則稱其數學期望為X和Y的協方差(或相關(中心)矩)
記為Cov(X,Y)= E((X-E(X))(Y-E(Y))),特別Var(X,X)= Cov(X,X)
Cov(X,Y)>0,正相關(線性)
Cov(X,Y)<0,負相關(線性)
Cov(X,Y)=0,不相關(線性)
Cov(X,Y)= E((X-E(X))*(Y-E(Y)))
=E(XY+E(X)E(Y)-XE(Y)-E(X)Y)
= E(XY)-E(X)E(Y)
X,Y相互獨立,Cov(X,Y)=0
Var(X加減Y)= E(((X加減Y)-E((X加減Y)))^2)
= E(((X-E(X))加減(Y-E(Y)))^2)
= (X-E(X))2加(Y-E(Y))2加減2* (X-E(X))* (Y-E(Y))
=Var(X)+Var(Y)加減2*Cov(X,Y)
Cov(X,Y)=Cov(Y,X)
Cov(X,常數c)=0
Cov(aX,bY)=ab*Cov(X,Y)
Cov(X+Y,Z)= Cov(X,Z)+ Cov(Y,Z)
(線性相關系數)相關系數Corr:
Corr(X,Y)= Cov(X,Y) / sqrt(Var(x)*Var(Y))
分母為sqrt(Var(x)*Var(Y)),一是為了消除量綱的差異,二是單位化
| Corr(X,Y) |<=1(施瓦茨不等式)
Corr(X,Y)>0,正相關
Corr(X,Y)<0,負相關
Corr(X,Y)=0,不相關
Corr(X,Y)=1,幾乎正線性相關
Corr(X,Y)=-1,幾乎負線性相關
普通隨機變量Corr(X,Y)=0不等價于X,Y獨立
二維正態隨機變量Corr(X,Y)=0等價于X,Y獨立
協方差矩陣:
n元正態分布:
總結
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