基本理论

Correlation

Are there correlations between variables?

Correlation measures the strength of the linear association between two numerical variables. For example, you could imagine that for children, age correlates with height: the older the child, the taller he or she is. You could reasonably expect to get a straight line or upward curve with a positive slope when you plot age against height.

定义

生物是一个有机的整体,其各个组成部分都是相关联的,我们可以通过研究一个生物的牙齿、爪子或者骨骼来复原这个生物。

协方差:

定义:

对于离散型随机变量:

对于连续性随机变量:

协方差化简:

当X与Y独立时, 有Cov(X, Y) = 0

协方差基本性质:

随机变量和的方差与协方差的关系:

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

协方差的有界性

相关系数:

定义

Python3NumPy关于相关性协方差阐述

导入相关模块

import numpy as np
from matplotlib.pyplot import plot
from matplotlib.pyplot import show
import matplotlib.pyplot as plt

导入数据

bhp = np.loadtxt('BHP.csv', delimiter=',', usecols=(6,), unpack=True)

数据BHP.csv文件如下:

BHP

11-02-2011

 

93.11

94.26

92.9

93.72

1741900

BHP

14-02-2011

 

94.57

96.23

94.39

95.64

2620800

BHP

15-02-2011

 

94.45

95.47

93.91

94.56

2461300

BHP

16-02-2011

 

92.67

93.58

92.56

93.3

3270900

BHP

17-02-2011

 

92.65

93.98

92.58

93.93

2650200

BHP

18-02-2011

 

92.34

93

92

92.39

4667300

BHP

22-02-2011

 

93.14

93.98

91.75

92.11

5359800

BHP

23-02-2011

 

91.93

92.46

91.05

92.36

7768400

BHP

24-02-2011

 

92.42

92.71

90.93

91.76

4799100

BHP

25-02-2011

 

93.48

94.04

92.44

93.91

3448300

BHP

28-02-2011

 

94.81

95.11

94.1

94.6

4719800

BHP

01-03-2011

 

95.05

95.2

93.13

93.27

3898900

BHP

02-03-2011

 

93.89

94.89

93.54

94.43

3727700

BHP

03-03-2011

 

95.9

96.11

95.18

96.02

3379400

BHP

04-03-2011

 

96.12

96.44

95.08

95.76

2463900

BHP

07-03-2011

 

96.51

96.66

94.03

94.47

3590900

BHP

08-03-2011

 

93.72

94.47

92.9

94.34

3805000

BHP

09-03-2011

 

92.94

93.13

91.86

92.22

3271700

BHP

10-03-2011

 

89

89.17

87.93

88.31

5507800

BHP

11-03-2011

 

88.24

89.8

88.16

89.59

2996800

BHP

14-03-2011

 

88.17

89.06

87.82

89.02

3434800

BHP

15-03-2011

 

84.58

87.32

84.35

86.95

5008300

BHP

16-03-2011

 

86.31

87.28

83.85

84.88

7809799

BHP

17-03-2011

 

87.32

88.29

86.89

87.38

3947100

BHP

18-03-2011

 

89.53

89.58

88.05

88.56

3809700

BHP

21-03-2011

 

90.13

90.16

88.88

89.59

3098200

BHP

22-03-2011

 

89.5

89.59

88.42

88.71

3500200

BHP

23-03-2011

 

89.57

90.32

88.85

90.02

4285600

BHP

24-03-2011

 

90.86

91.35

89.7

91.26

3918800

BHP

25-03-2011

 

90.42

91.09

90.07

90.67

3632200

vale = np.loadtxt('VALE.csv', delimiter=',', usecols=(6,), unpack=True)

数据VALE.csv文件如下:

VALE

11-02-2011

33.88

34.54

33.63

34.37

18433500

VALE

14-02-2011

34.53

35.29

34.52

35.13

20780700

VALE

15-02-2011

34.89

35.31

34.82

35.14

17756700

VALE

16-02-2011

35.16

35.4

34.81

35.31

16792800

VALE

17-02-2011

35.18

35.6

35.04

35.57

24088300

VALE

18-02-2011

35.31

35.37

34.89

35.03

21286600

VALE

22-02-2011

33.94

34.57

33.36

33.44

28364700

VALE

23-02-2011

33.43

34.12

33.1

33.94

22559300

VALE

24-02-2011

34.3

34.3

33.56

34.21

20591900

VALE

25-02-2011

34.67

34.95

34.05

34.27

20151500

VALE

28-02-2011

34.34

34.51

33.7

34.23

16126000

VALE

01-03-2011

34.39

34.44

33.68

33.76

17282400

VALE

02-03-2011

33.61

34.5

33.57

34.32

15870900

VALE

03-03-2011

34.77

34.89

34.53

34.87

14648200

VALE

04-03-2011

34.67

34.83

34.04

34.5

15330800

VALE

07-03-2011

34.43

34.53

32.97

33.23

25040500

VALE

08-03-2011

33.22

33.7

32.55

33.29

17093000

VALE

09-03-2011

33.23

33.44

32.68

32.88

20026300

VALE

10-03-2011

32.17

32.4

31.68

31.91

30803900

VALE

11-03-2011

31.53

32.42

31.49

32.17

24429900

VALE

14-03-2011

32.03

32.45

31.74

32.44

15525500

VALE

15-03-2011

30.99

31.93

30.79

31.91

24767700

VALE

16-03-2011

31.99

32.03

30.68

31.04

30394153

VALE

17-03-2011

31.44

31.82

31.32

31.51

24035000

VALE

18-03-2011

32.17

32.39

31.98

32.14

19740600

VALE

21-03-2011

32.81

32.85

32.26

32.42

18923700

VALE

22-03-2011

32.13

32.32

31.74

32.25

18934200

VALE

23-03-2011

32.39

32.91

32.22

32.7

18359900

VALE

24-03-2011

32.82

32.94

32.12

32.36

25894100

VALE

25-03-2011

32.26

32.74

31.93

32.34

16688900

数据处理:

bhp_returns = np.diff(bhp) / bhp[:-1]
vale_returns = np.diff(vale) / vale[:-1]

计算bhp_returns和vale_returns的协方差

covariance = np.cov(bhp_returns, vale_returns)
print(covariance)

结果:

[[0.00028179 0.00019766]
[0.00019766 0.00030123]]

取协方差对角线上的元素:

print(covariance.diagonal())

结果:

[0.00028179 0.00030123]

打印协方差矩阵的迹:

print(covariance.trace())

结果:

0.000583023549920278

计算bhp_returns和vale_returns的相关系数:

print(covariance/((bhp_returns.std()*vale_returns.std())))

结果:

[[1.00173366 0.70264666]
[0.70264666 1.0708476 ]]
print(np.corrcoef(bhp_returns, vale_returns))

结果:

[[1.         0.67841747]
[0.67841747 1. ]]

绘bhp_returns和vale_returns的图像:

t = np.arange(len(bhp_returns))
plot(t, bhp_returns, lw = 1)
plot(t, vale_returns,lw =2)
show()

结果:

相关知识点理解

np.diff(a, n=1, axis=-1)

沿着指定轴计算第N维的离散差值 
参数: 
a:输入矩阵 
n:可选,代表要执行几次差值 
axis:默认是最后一个 
示例:
import numpy as np
A = np.arange(2 , 14).reshape((3 , 4))
A[1 , 1] = 8
print('A:' , A)
# A: [[ 2 3 4 5]
# [ 6 8 8 9]
# [10 11 12 13]]
print(np.diff(A))
# [[1 1 1]
# [2 0 1]
# [1 1 1]]
从输出结果可以看出,其实diff函数就是执行的是后一个元素减去前一个元素

Python3Numpy——相关性协方差应用的更多相关文章

  1. 从矩阵(matrix)角度讨论PCA(Principal Component Analysis 主成分分析)、SVD(Singular Value Decomposition 奇异值分解)相关原理

    0. 引言 本文主要的目的在于讨论PAC降维和SVD特征提取原理,围绕这一主题,在文章的开头从涉及的相关矩阵原理切入,逐步深入讨论,希望能够学习这一领域问题的读者朋友有帮助. 这里推荐Mit的Gilb ...

  2. Python数据分析与展示[第三周](pandas数据特征分析单元8)

    数据理解 基本统计 分布/累计统计 数据特征 数据挖掘 数据排序 操作索引的排序 .sort_index() 在指定轴上排序,默认升序 参数 axis=0 column ascending=True ...

  3. 【转载】图解NumPy

    目录 1. 读写文件 2. 内建向量/矩阵 3. 切片操作 4. 聚合函数 4.1. 向量 4.2. 矩阵 5. 矩阵的转置和重构 6. 常用操作API 7. 应用实例 7.1. 生成向量.矩阵 7. ...

  4. 【概率论】4-6:协方差和相关性(Covariance and Correlation)

    title: [概率论]4-6:协方差和相关性(Covariance and Correlation) categories: - Mathematic - Probability keywords: ...

  5. 【总结】matlab求两个序列的相关性

    首先说说自相关和互相关的概念.  自相关 在统计学中的定义,自相关函数就是将一个有序的随机变量系列与其自身作比较.每个不存在相位差的系列,都与其都与其自身相似,即在此情况下,自相关函数值最大. 在信号 ...

  6. 利用GCTA工具计算复杂性状/特征(Complex Trait)的遗传相关性(genetic correlation)

    如文章"Genome-wide Complex Trait Analysis(GCTA)-全基因组复杂性状分析"中介绍的GCTA,是一款基于全基因组关联分析发展的分析工具,除了计算 ...

  7. 相关性分析 -pearson spearman kendall相关系数

    先说独立与相关的关系:对于两个随机变量,独立一定不相关,不相关不一定独立.有这么一种直观的解释(不一定非常准确):独立代表两个随机变量之间没有任何关系,而相关仅仅是指二者之间没有线性关系,所以不难推出 ...

  8. 《A First Course in Probability》-chaper7-期望的性质-期望的性质-协方差

    在实际的问题中,我们往往想要通过已有的数据来分析判断两个事件的发生是否有相关性.当然一个角度去寻找这两个事件内在的逻辑关系,这个角度需要深究两个事件的本质,而另外一个角度就是概率论提供的简单方法:基于 ...

  9. 协方差cov

    摘录wiki如下(红色字体是特别标注的部分): http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%8F%E6%96%B9%E5%B7%AE 协方差 协方差(Covariance) ...

随机推荐

  1. chattr的使用

    让某个文件只能往里面追加内容,不能删除,一些日志文件适用于这种操作: chattr +a /home/caolei/.bash_history 查看lsattr /home/caolei/.bash_ ...

  2. Qt Excel

    在pro文件添加 QT +=axcontainer 头文件 #include <QAxObject> void MainWindow::on_btnSelectFileDialog_cli ...

  3. android项目结构

  4. Weex学习资料整合

    1.weex weex文档:http://weex.apache.org/cn/guide/index.html Weex Ui awesome-weex WEEX免费视频教程-从入门到放肆 (共17 ...

  5. android margin--负的margin的使用

    通常情况下,如果我们想要两个控件实现重叠的效果,一般都是使用FrameLayout 或者RelativeLayout布局.其实,如果设置两个控件的margin值为负数,也能实显控件重叠的效果. 先展示 ...

  6. Python-HTML 最强标签分类

    编程: 使用(展示)数据 存储数据 处理数据 前端 1. 前端是做什么的? 2. 我们为什么要学前端? 3. 前端都有哪些内容? 1. HTML 2. CSS 3. JavaScript 4.jQue ...

  7. Flex 布局教程转载

    Flex 布局教程:语法篇 http://www.ruanyifeng.com/blog/2015/07/flex-grammar.html Flex 布局教程:实例篇 http://www.ruan ...

  8. C++ code:数值计算之矩形法求解积分问题

    积分的通常方法是将区域切割成一个个的小矩形,然后求这些小矩形的和.小矩形切割得越细,计算精度就越高,可以将切割小矩形的数量作为循环迭代变量,将前后两个不同精度下的小矩形和之差,作为逼近是否达到要求的比 ...

  9. 《剑指offer》-统计整数二进制表示中1的个数

    题目描述 输入一个整数,输出该数二进制表示中1的个数.其中负数用补码表示. 直观思路就是把二进制表示从右往左统计1的个数.直接想到移位操作来迭代处理.坑点在于负数的移位操作会填充1.有人贴出了逻辑移位 ...

  10. JQuery+Ajax实战三级下拉列表联动(八)

    本片文章为练习,项目中不会这样写: 一:涉及到的知识点: jQuery Dom操作 jQuery Ajax操作 ASP.net中的json操作 二:用了自动代码生成器 1.Dal层的代码: publi ...