独立和互斥的区别在此省略,比较好理解。

 

首先我们看协方差的定义:

            Cov(X, Y) = E{[X – E(X)][Y – E(Y)]}.

协方差的性质有:

            Cov(X, Y) = Cov(Y, X)

            Cov(aX+b, cY+d) = acCov(X, Y)

            Cov(X1+X2, Y) = Cov(X1, Y) + Cov(X2, Y) 

            Cov(X, Y) = E(XY) – E(X)E(Y)

 

若两变量X和Y相互独立,E(XY) = E(X)E(Y),而Cov(X, Y) = E(XY) – E(X)E(Y), 从而,当X和Y独立时,Cov(X, Y) = 0;反之不成立,若E(XY) = E(X)E(Y),即Cov(X, Y) = 0, 只能说明X和Y不相关,而不能说他们独立。(注:我们说的相不相关指的是是否线性相关)

如何理解呢?举一个例子

画一个二维直角坐标轴,(X,Y)均匀分布在单位圆X2+Y2=1上。

①那么此时X和Y不是线性相关的,即相关系数为0.

   文字解释:按线性回归来讲,直线的截距是可负可正可0的,只有对应的x和y都满足直线方程才能说是X和Y是线性相关,但显然,只有过原点才满足,其余情况满足不了,故X和Y是不相关的。

   数学解释: E(X|Y) = E(Y|X) = 0, 所以 E(X) = E(Y) = 0,而且  E(XY) = E(Y)E(X|Y) = E(X)E(Y|X) = 0, 所以 Cov(X, Y) = E(XY) – E(X)E(Y) = 0

②但两个变量并不是独立的,因为X的取值对于Y的取值是有影响的。

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