协方差、协方差矩阵与散度矩阵的理解

对于二维数据集(X,Y)来说协方差的计算公式为:

 cov(X,Y)=E((X-E(X))(Y-E(Y)))

该计算公式表明,协方差是一个数值,当X与Y如果是正相关,那么协方差c必定是大于零的,同时如果X与Y如果都比较分散,则c的值也会非常大;当X与Y如果是负相关,那么协方差c必定是小于零的,同时如果X与Y如果都比较分散,则c的绝对值也会非常大;当c的值为0,则X与Y是相互独立的。通过协方差我们可以看出两个变量间的关系与元素的大概分布情况。

但是协方差只能对二维数据进行计算,很多情况下我们的数据往往是多维的,因此需要用到协方差矩阵。

如果有一个三维的数据集(X,Y,Z),那么它的协方差矩阵为:

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