协方差矩阵

Covariance Matrix
矩阵的元素是多维随机变量集中各个随机变量之间的协方差
用来描述一组变量的联合分布中的元素之间的线性关系

二维随机变量 (X1,X2) 的 4 个二阶中心排成矩阵的形式:

(c11c12c21c22)c11=E{[X1E(X1)]2}c22=E{[X2E(X2)]2}c12=E{[X1E(X1)][X2E(X2)]}c21=E{[X2E(X2)][X1E(X1)]}

n 维随机变量 (X1,X2,Xn)协方差矩阵

C=(c11c12c1nc21c22c2ncn1cn2cnn)cij=Cov(Xi,Xj)=E{[XiE(Xi)][XjE(Xj)]}(i,j=1,2,,n)

重要应用:研究多维正态分布

计算机的实现

注意

以三个变量举例
可以扩展为 n 个变量的计算

矩阵计算
过渡矩阵 a

a=[x1y1z1x2y2z2x3y3z3]13[111111111][x1y1z1x2y2z2x3y3z3]

则协方差矩阵 p 为:

p=13aTa