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相关系数

方差与相关

日本学年参考:数学I

学习内容

本节学习通过散点图和协方差来计算相关系数,从而定量衡量两个变量间的线性关系强弱。它常用于分析身高与体重等两种现象之间是否存在关联。事先掌握方差与标准差的计算方法将有助于更好地理解。

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要点

该公式用于分析两个变量 xx 与 yy 是否具有协同增减的变动趋势(协方差 sxys_{xy})。通过计算各数据偏离均值(xˉ,yˉ\bar{x}, \bar{y})的乘积,并除以数据对数 nn 取平均求得。

sxy=1n∑i=1n(xi−xˉ)(yi−yˉ)s_{xy} = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} (x_i - \bar{x})(y_i - \bar{y})

该公式用于衡量两个变量之间线性关联的强弱(相关系数 rr)。将协方差 sxys_{xy} 除以各自标准差 sxs_x 与 sys_y 的乘积,可以消除单位影响来客观比较关联程度。

r=sxysxsyr = \frac{s_{xy}}{s_x s_y}

该不等式表明相关系数 rr 的取值范围,其值恒在 -1 到 1 之间。越接近 1 说明正相关越强(同向增减),越接近 -1 说明负相关越强(反向增减)。

−1≤r≤1-1 \le r \le 1

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