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相关系数r的几何意义是什么?

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考虑一条长度为1的线段,随机切成两段,左段长为X,右段长为Y,则容易看出X+Y=1。而且能发现X与Y恰好是此消彼长。但如果换成实际生活中的例子,就没有这么漂亮(严格)的结论。比如,你找到的木条可能长度不会恰好是1,也许是0.998,也许是1.035等等;而且切割后,两段之和也会减少,因为切割时会有损耗(掉渣)。


来自Android客户端1楼2019-05-21 07:44回复
    假设现在有一批木条是等长的,这些木条都被随机切分成两段,左段的长度都记录在X中,右段的记录在Y中。


    来自Android客户端2楼2019-05-21 07:48
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      如果将X与Y这两组数据画在二维平面上,会发现这两组数据的形状很“相似”。画图时,对于数据X来说,纵轴度量的是木条长度,而横轴为时间轴(或者是序号轴)。


      来自Android客户端3楼2019-05-21 12:17
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        X与Y的图像是很像的,只是位置不同、胖瘦(尺度)不同。若保持Y不变,而将X进行平移与缩放,则有可能将X与Y的图形重合。


        来自Android客户端4楼2019-05-21 12:20
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          根据中学知识,乘以常数,相当于缩放(想像一下“三角函数改变周期”);加上常数,相当于平移(想像一下“左加右减”)。所以上述操作可表示为Y=a+bX。


          来自Android客户端5楼2019-05-21 12:24
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            如果经过上述操作,两个图像能完全重合,则称X与Y是线性相关的,或线性相关程度达到最大,记为|r|=1。其中,r就是相关系数。如果只能大部分重合,则称|r|=0.9等等。


            来自Android客户端6楼2019-05-21 12:28
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              考虑|r|=1。当r=-1时,可以想像开始那个例子:X+Y=1,因为它们此消彼长,单调性相反,所以称为负相关。当r=1时,就是通常所说的正相关。比如,对一批长度不等的木条,每一根都切分成等长的两段,会得到Y=X/2,二者是同增同减,单调性相同的。


              来自Android客户端7楼2019-05-21 12:33
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                需要注意的是,Y=a+bX表示了且只能表示X经过“平移”与“缩放”后与Y重合,所以如果发现有|r|=0,也只能说明二者没有线性关系而已,不能说明它们没有其他联系。(也许X经过“局部扭曲”、“局部翻折”等操作能与Y完全重合呢。)


                来自Android客户端8楼2019-05-21 12:39
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                  一般地,X,Y相互独立(没有任何关系)意味着X,Y不相关(没有线性关系),反之不成立。但有一个极端特殊的情况就是:二维正态分布(X,Y),它的独立与不相关是完全等价的。换言之,如果没有线性关系,那就啥关系都没了,细思极恐。


                  来自Android客户端9楼2019-05-21 13:03
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