协方差

Covariance Cov(X,Y)
反映随机变量之间依赖关系的一个数字特征

Cov(X,Y)=E{[XE(X)][YE(Y)]}=E(XY)E(X)E(Y)Coc(X,Y)=E[XY+E(X)E(Y)XE(Y)YE(X)]=E(XY)+E(X)E(Y)E(Y)E(X)E(X)E(Y)=E(XY)E(X)E(Y)

特别的,当 X,Y 独立 时, E(XY)=E(X)E(Y)
所以协方差 Cov(X,Y)=0

协方差的数值大小受变量单位和量级的影响,因此它不是一个标准化的度量
X,Y 本身度量单位的影响, 引出 相关系数 ρXY

ρXY=Cov(X,Y)D(X)D(Y)Cov(X,Y)=ρXYD(X)D(Y)

协方差的性质

Cov(X,X)=D(X)Cov(X,Y)=Cov(Y,X)Cov(aX,bY)=abCov(X,Y)Cov(C,X)=0CCov(X1+X2,Y)=Cov(X1,Y)+Cov(X2,Y)

协方差与方差的关系:

D(X+Y)=D(X)+D(Y)+2Cov(X,Y)

X,Y 独立时,D(X+Y)=D(X)+D(Y)

Cov(X1+X2,Y1+Y2)=Cov(X1,Y1+Y2)+Cov(X2,Y1+Y2)=Cov(X1,Y1)+Cov(X1,Y2)+Cov(X2,Y1)+Cov(X2,Y2)