已知随机向量(X1,X2,X3)的协方差矩阵为(4 1 -3,1 16 2,-3 2 9),求相关系数矩阵
时间: 2023-10-22 17:05:30 浏览: 36
相关系数矩阵的定义为:对于随机向量(X1,X2,X3),相关系数矩阵R为:
R = (p11 p12 p13, p21 p22 p23, p31 p32 p33)
其中,pij表示Xi和Xj的相关系数。相关系数可以通过协方差和标准差计算得到。具体地,
pij = cov(Xi,Xj) / (sigma_i * sigma_j)
其中,cov(Xi,Xj)表示变量Xi和Xj的协方差,sigma_i和sigma_j分别表示变量Xi和Xj的标准差。
因此,我们需要先计算出各个变量的标准差,然后计算协方差,最后得到相关系数矩阵。
标准差可以通过方差开根号得到。方差可以通过协方差计算得到,具体地,
var(Xi) = cov(Xi,Xi)
因此,我们可以先计算出方差,再开根号得到标准差。
根据协方差矩阵的定义,我们可以得到:
var(X1) = 4
var(X2) = 16
var(X3) = 9
因此,标准差分别为:
sigma1 = 2
sigma2 = 4
sigma3 = 3
接下来,我们需要计算协方差。根据协方差矩阵的定义,我们可以得到:
cov(X1,X2) = 1
cov(X1,X3) = -3
cov(X2,X3) = 2
因此,相关系数矩阵为:
R = (1/2 1/8 -1/4, 1/8 1/4 1/6, -1/4 1/6 1/3)
相关问题
随机向量(X1,X2,X3)的协方差矩阵为(4 1 -3,1 16 2,-3 2 9),求相关系数矩阵
为了求出随机向量(X1,X2,X3)的相关系数矩阵,需要进行以下步骤:
1. 首先,计算每个变量的方差,即矩阵对角线上的元素:
Var(X1) = 4
Var(X2) = 16
Var(X3) = 9
2. 然后,计算每对变量之间的协方差,即非对角线上的元素:
Cov(X1,X2) = 1
Cov(X1,X3) = -3
Cov(X2,X3) = 2
3. 接着,将协方差矩阵标准化,即将每个元素除以对应变量的标准差:
标准差σ1 = sqrt(Var(X1)) = 2
标准差σ2 = sqrt(Var(X2)) = 4
标准差σ3 = sqrt(Var(X3)) = 3
标准化后的协方差矩阵为:
(1/σ1σ2) Cov(X1,X2) (1/σ1σ3) Cov(X1,X3) (1/σ1σ3) Cov(X2,X3)
(1/σ1σ2) Cov(X1,X2) (1/σ2σ3) Cov(X2,X3) (1/σ2σ3) Cov(X2,X3)
(1/σ1σ3) Cov(X1,X3) (1/σ2σ3) Cov(X2,X3) (1/σ3σ3) Cov(X3,X3)
带入数值进行计算,得到相关系数矩阵:
1 1/8 -3/4
1/8 1 1/12
-3/4 1/12 1
因此,随机向量(X1,X2,X3)的相关系数矩阵为:
1 1/8 -3/4
1/8 1 1/12
-3/4 1/12 1
Y=a*x1+b*x2+c*x3,求cov(Y,X1)
根据协方差的定义,有:
cov(Y,X1) = E[(Y-μy)(X1-μx1)]
其中,E表示期望,μy和μx1分别为Y和X1的期望。
将Y代入上式,得到:
cov(Y,X1) = E[(a*x1 + b*x2 + c*x3 - μy)(x1 - μx1)]
展开后,可得:
cov(Y,X1) = a*E[(x1-μx1)^2] + b*E[(x1-μx1)(x2-μx2)] + c*E[(x1-μx1)(x3-μx3)]
其中,E[(x1-μx1)^2]为X1的方差,E[(x1-μx1)(x2-μx2)]为X1和X2的协方差,E[(x1-μx1)(x3-μx3)]为X1和X3的协方差。
因此,cov(Y,X1) = a*σx1^2 + b*cov(X1,X2) + c*cov(X1,X3)。其中,σx1^2为X1的方差。