用MATLAB语言实现已知协方差矩阵的多维相关随机变量的抽样,抽样采用jacobi矩阵分解法
时间: 2023-07-24 20:04:10 浏览: 90
实现过程如下:
1. 输入协方差矩阵Sigma和样本数N;
2. 计算Sigma的特征值和特征向量,保存在diag(Sigma)和V中;
3. 生成N个n维标准正态分布随机变量Z,保存在矩阵Z中;
4. 计算jacobi矩阵J,J=V*diag(sqrt(diag(Sigma)));
5. 计算抽样矩阵X,X=Z*J';
6. 返回X。
MATLAB代码实现如下:
```matlab
function X = mvnrnd(Sigma,N)
% 计算Sigma的特征值和特征向量
[V,D] = eig(Sigma);
% 生成N个n维标准正态分布随机变量
Z = randn(N,size(Sigma,1));
% 计算jacobi矩阵
J = V*diag(sqrt(diag(D)));
% 计算抽样矩阵
X = Z*J';
end
```
使用方法:
假设我们要生成一个2维相关随机变量,协方差矩阵为[1,0.5;0.5,2],样本数为1000,可以使用以下代码:
```matlab
Sigma = [1,0.5;0.5,2];
N = 1000;
X = mvnrnd(Sigma,N);
```
其中X为生成的抽样矩阵,每一行代表一个样本,每一列代表一个维度。
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MATLAB代码示例:
```
cov = [1 0.5 0.3; 0.5 2 0.7; 0.3 0.7 3]; % 协方差矩阵
n = 3; % 矩阵的行数
m = 4; % 矩阵的列数
R = chol(cov); % 求解协方差矩阵的上三角矩阵
x = randn(n,m); % 生成随机矩阵
A = x * R'; % 计算原矩阵
```
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```
[coeff,score,latent,tsquared,explained] = pca(X);
```
其中,`coeff`是主成分系数矩阵,每一列代表一个主成分;`score`是得分矩阵,每一行代表一个样本在主成分上的投影;`latent`是主成分的方差,按降序排列;`explained`是方差贡献率,按降序排列。
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完整代码示例:
```
% 准备数据矩阵
X = randn(100,5);
% 计算协方差矩阵
C = cov(X);
% 进行主成分分析
[coeff,score,latent,tsquared,explained] = pca(X);
% 选择前2个主成分
k = 2;
coeff = coeff(:,1:k);
score = score(:,1:k);
```
在上述代码中,我们生成了一个100×5的随机数据矩阵X,然后计算其协方差矩阵C,并使用`pca()`函数进行主成分分析。最后,我们选择了前2个主成分。
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