python怎么求协方差,python官网计算方差

首页 > 教育培训 > 作者:YD1662023-04-26 11:55:57

让我们计算下表数据的协方差矩阵:

python怎么求协方差,python官网计算方差(9)

python中的numpy包计算均值和协方差:

import numpy as np

X = [[2, 0, -1.4], [2.2, 0.2, -1.5], [2.4, 0.1, -1], [1.9, 0, -1.2]]

print(np.mean(X,axis=0))

print(np.cov(np.array(X).T))

得到三个变量的样本均值分别是2.125,0.075和-1.275;协方差矩阵为:

python怎么求协方差,python官网计算方差(10)

▌特征向量和特征值

向量是具有大小(magnitude)和方向(direction)的几何概念。

特征向量(eigenvector)是由满足如下公式的矩阵得到的一个非零向量:

python怎么求协方差,python官网计算方差(11)

其中v是特征向量,A是方阵,λ是特征值。经过A变换之后,特征向量的方向保持不变,只是其大小发生了特征值倍数的变化。也就是说,一个特征向量左乘一个矩阵之后等于等比例放缩(scaling)特征向量。德语单词eigen的意思是"属于…或…专有( belonging to or peculiar to)";矩阵的特征向量是属于并描述数据集结构的向量。

特征向量和特征值只能由方阵得出,且并非所有方阵都有特征向量和特征值。如果一个矩阵有特征向量和特征值,那么它的每个维度都有一对特征向量和特征值。矩阵的主成分是由其协方差矩阵的特征向量,按照对应的特征值大小排序得到的。最大的特征值就是第一主成分,第二大的特征值就是第二主成分,以此类推。

计算下面矩阵的特征向量和特征值:

python怎么求协方差,python官网计算方差(12)

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