何晓群版—多元统计分析课后练习答案.pdf

第1 章 多元正态分布 1、在数据处理时，为什么通常要进行标准化处理？ 数据的标准化是将数据按比例缩放，使之落入一个小的特定区间。在某些比 较和评价的指标处理中经常会用到，去除数据的单位限制，将其转化为无量纲的 纯数值，便于不同单位或量级的指标能够进行比较和加权。其中最典型的就是 0-1 标准化和Z 标准化。 2、欧氏距离与马氏距离的优缺点是什么？ 欧氏距离也称欧几里得度量、欧几里得度量，是一个通常采用的距离定义， 它是在m 维空间中两个点之间的真实距离。在二维和三维空间中的欧氏距离的就 是两点之间的距离。 缺点：就大部分统计问题而言，欧氏距离是不能令人满意的。每个坐标对欧 氏距离的贡献是同等的。当坐标表示测量值时，它们往往带有大小不等的随机波 动，在这种情况下，合理的方法是对坐标加权，使变化较大的坐标比变化较小的 坐标有较小的权系数，这就产生了各种距离。当各个分量为不同性质的量时，“距 离”的大小与指标的单位有关。它将样品的不同属性之间的差别等同看待，这一 点有时不能满足实际要求。没有考虑到总体变异对距离远近的影响。 马氏距离表示数据的协方差距离。为两个服从同一分布并且其协方差矩阵为 Σ的随机变量与的差异程度:如果协方差矩阵为单位矩阵,那么马氏距离就简化 为欧氏距离,如果协方差矩阵为对角阵,则其也可称为正规化的欧氏距离。 优点：它不受量纲的影响，两点之间的马氏距离与原始数据的测量单位无关。 由标准化数据和中心化数据计算出的二点之间的马氏距离相同。马氏距离还可以 排除变量之间的相关性的干扰。 缺点：夸大了变化微小的变量的作用。受协方差矩阵不稳定的影响，马氏距 离并不总是能顺利计算出。 3、当变量X1 和X2 方向上的变差相等，且与互相独立时，采用欧氏距离与统计 距离是否一致？ 统计距离区别于欧式距离，此距离要依赖样本的方差和协方差，能够体现各 变量在变差大小上的不同，以及优势存在的相关性，还要求距离与各变量所用的 单位无关。如果各变量之间相互独立,即观测变量的协方差矩阵是对角矩阵, 则 马氏距离就退化为用各个观测指标的标准差的倒数作为权数的加权欧氏距离。 4、如果正态随机向量X ( X , X , X ) 的协方差阵为对角阵，证明X 的分量 1 2 p 是相互独立的随机变量。 解： 因为X ( X , X , X ) 的密度函数为 1 2 p p  1  1/2  1  1  f (x ,...,x ) Σ exp  (x μ) Σ (x μ) 1 p    2   2  2   1 2   又由于Σ  2       2   p  2 2 2 Σ    1 2 p  1   2    1   1  1  2  Σ   2 