協方差矩陣(樣本協方差矩陣)

協方差矩陣

樣本協方差矩陣一般指本詞條

在統計學與機率論中,協方差矩陣的每個元素是各個向量元素之間的協方差,是從標量隨機變數到高維度隨機向量的自然推廣。

基本介紹

  • 中文名:協方差矩陣
  • 外文名:covariance matrix
  • 別名:方差矩陣 
  • 領域統計學機率論
  • 形式矩陣
  • 特殊性:為對稱非負定矩陣
  • 元素:各個向量元素之間的協方差
概念,性質,套用,

概念

為n維隨機變數,稱矩陣
為n維隨機變數
的協方差矩陣(covariance matrix),也記為
,其中
的分量
的協方差(設它們都存在)。
例如,二維隨機變數
的協方差矩陣為
其中
由於
,所以協方差矩陣為對稱非負定矩陣

性質

協方差矩陣具有如下性質:
(1)
.
(2)
,其中A是矩陣,b是向量。
(3)

套用

協方差矩陣可用來表示多維隨機變數的機率密度,從而可通過協方差矩陣達到對多維隨機變數的研究。以二維隨機變數
為例,由於
引入矩陣
的協方差矩陣
由此可得
由於
於是
的機率密度
此式可以推廣到n維常態分配的情形。
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