《多元正態(tài)分布 》課件

多元正態(tài)分布REPORTING2023WORKSUMMARY目錄CATALOGUE多元正態(tài)分布的概述二元正態(tài)分布的特性高維正態(tài)分布的特性多元正態(tài)分布在統(tǒng)計(jì)推斷中的應(yīng)用多元正態(tài)分布在機(jī)器學(xué)習(xí)中的應(yīng)用PART01多元正態(tài)分布的概述多元正態(tài)分布是多元隨機(jī)變量的概率分布，其概率密度函數(shù)是多元高斯函數(shù)。它描述了多個(gè)連續(xù)隨機(jī)變量的聯(lián)合概率分布，其中每個(gè)隨機(jī)變量都是正態(tài)分布。多元正態(tài)分布的均值向量和協(xié)方差矩陣決定了其分布特性。多元正態(tài)分布的定義線性性質(zhì)多元正態(tài)分布具有線性性質(zhì)，即隨機(jī)變量的線性組合仍服從正態(tài)分布。獨(dú)立性如果多元正態(tài)分布中的隨機(jī)變量是獨(dú)立的，則它們的聯(lián)合分布也是正態(tài)分布。橢球性質(zhì)多元正態(tài)分布的密度函數(shù)關(guān)于均值向量對(duì)稱，并且協(xié)方差矩陣決定了分布的形狀，表現(xiàn)為橢球狀。多元正態(tài)分布的性質(zhì)統(tǒng)計(jì)分析多元正態(tài)分布在統(tǒng)計(jì)分析中廣泛應(yīng)用，如回歸分析、主成分分析、因子分析等。機(jī)器學(xué)習(xí)在機(jī)器學(xué)習(xí)中，多元正態(tài)分布用于高斯過程回歸、核方法等。信號(hào)處理在信號(hào)處理領(lǐng)域，多元正態(tài)分布用于信號(hào)建模和噪聲分析。金融領(lǐng)域在金融領(lǐng)域，多元正態(tài)分布用于資產(chǎn)定價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和投資組合優(yōu)化等。多元正態(tài)分布的應(yīng)用場(chǎng)景PART02二元正態(tài)分布的特性總結(jié)詞二元正態(tài)分布的期望值是兩個(gè)維度的平均值，方差是兩個(gè)維度各自方差和兩個(gè)維度間協(xié)方差的函數(shù)。詳細(xì)描述對(duì)于二元正態(tài)分布，每個(gè)維度的期望值是其分布的均值向量。而方差則由每個(gè)維度的方差和兩個(gè)維度間的協(xié)方差組成。這些值決定了分布的形狀和離散程度。二元正態(tài)分布的期望值和方差二元正態(tài)分布的邊緣分布總結(jié)詞在二元正態(tài)分布中，如果固定其中一個(gè)變量，則另一個(gè)變量遵循一元正態(tài)分布。詳細(xì)描述二元正態(tài)分布可以分解為兩個(gè)一元正態(tài)分布的乘積。當(dāng)固定其中一個(gè)變量時(shí)，另一個(gè)變量將遵循一元正態(tài)分布。這意味著每個(gè)維度在獨(dú)立時(shí)都滿足正態(tài)分布。VS在二元正態(tài)分布中，如果兩個(gè)維度相互獨(dú)立，則它們的協(xié)方差矩陣為單位矩陣。詳細(xì)描述在二元正態(tài)分布中，如果兩個(gè)維度相互獨(dú)立，則它們之間的協(xié)方差為0，這意味著協(xié)方差矩陣為單位矩陣。這種情況下，兩個(gè)維度之間沒有相關(guān)性，每個(gè)維度都獨(dú)立于另一個(gè)維度?？偨Y(jié)詞二元正態(tài)分布的獨(dú)立性PART03高維正態(tài)分布的特性高維正態(tài)分布的期望值是所有維度的平均值，協(xié)方差矩陣描述了不同維度之間的方差和協(xié)方差?？偨Y(jié)詞在高維正態(tài)分布中，每個(gè)維度的期望值是該維度的平均值，所有維度的期望值之和為零。協(xié)方差矩陣是一個(gè)對(duì)稱矩陣，對(duì)角線上的元素表示不同維度自身的方差，而非對(duì)角線上的元素表示不同維度之間的協(xié)方差。詳細(xì)描述高維正態(tài)分布的期望值和協(xié)方差矩陣總結(jié)詞高維正態(tài)分布的樣本點(diǎn)在特征空間中呈球形分布。詳細(xì)描述在高維正態(tài)分布中，由于各維度之間的協(xié)方差相等，樣本點(diǎn)在特征空間中呈現(xiàn)出一個(gè)球形分布。隨著維度的增加，球形半徑逐漸增大，但形狀保持不變。高維正態(tài)分布的球面分布高維正態(tài)分布的各維度之間存在相關(guān)性，且相關(guān)性隨維度增加而減小。在高維正態(tài)分布中，由于協(xié)方差矩陣的存在，各維度之間存在相關(guān)性。然而，隨著維度的增加，各維度之間的相關(guān)性逐漸減小，趨向于獨(dú)立。這是由于高維空間中的隨機(jī)噪聲和復(fù)雜性使得各維度之間的關(guān)聯(lián)性減弱?？偨Y(jié)詞詳細(xì)描述高維正態(tài)分布的多元相關(guān)性PART04多元正態(tài)分布在統(tǒng)計(jì)推斷中的應(yīng)用多元線性回歸在多元線性回歸分析中，響應(yīng)變量與多個(gè)預(yù)測(cè)變量之間的關(guān)系可以用多元正態(tài)分布來描述，通過估計(jì)回歸系數(shù)和誤差方差來預(yù)測(cè)未知數(shù)據(jù)。穩(wěn)健回歸當(dāng)存在異常值或離群點(diǎn)時(shí)，多元正態(tài)分布假設(shè)下的回歸分析可能不穩(wěn)定。穩(wěn)健回歸方法，如最小絕對(duì)收縮和選擇算子（LASSO）回歸，可以利用多元正態(tài)分布的特性來處理異常值并提高預(yù)測(cè)精度。多元正態(tài)分布在回歸分析中的應(yīng)用主成分分析（PCA）是一種常用的數(shù)據(jù)降維方法。通過將數(shù)據(jù)投影到由多元正態(tài)分布生成的主成分上，可以減少數(shù)據(jù)的維度并保留主要特征。PCA可以幫助識(shí)別數(shù)據(jù)中的潛在結(jié)構(gòu)，提取關(guān)鍵特征，并去除噪聲和冗余信息。這些特征可以用作分類、聚類或其他機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)的輸入。多元正態(tài)分布在主成分分析中的應(yīng)用特征提取數(shù)據(jù)降維多元正態(tài)分布在因子分析中的應(yīng)用因子分析是一種探索性數(shù)據(jù)分析方法，用于識(shí)別潛在的因子結(jié)構(gòu)。這些因子通常假定為正交且服從多元正態(tài)分布。通過估計(jì)因子載荷和因子方差，可以解釋變量之間的相關(guān)性并簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。因子分析在潛在類別分析中，假定潛在類別變量服從多元正態(tài)分布。通過估計(jì)類別概率和潛在類別概率，可以識(shí)別數(shù)據(jù)的潛在分組并解釋觀察到的分類結(jié)果。潛在類別分析PART05多元正態(tài)分布在機(jī)器學(xué)習(xí)中的應(yīng)用聚類分析是機(jī)器學(xué)習(xí)中常用的無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)方法，用于將數(shù)據(jù)集劃分為若干個(gè)相似的子集。多元正態(tài)分布可以作為聚類模型的概率模型，用于描述各個(gè)聚類中心附近的分布情況。在聚類分析中，多元正態(tài)分布可以用于確定聚類中心和數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的相似性度量，以及計(jì)算聚類結(jié)果的可信度。多元正態(tài)分布在聚類分析中的應(yīng)用分類算法是機(jī)器學(xué)習(xí)中常用的有監(jiān)督學(xué)習(xí)方法，用于根據(jù)已知標(biāo)簽的數(shù)據(jù)來預(yù)測(cè)新數(shù)據(jù)的標(biāo)簽。多元正態(tài)分布可以作為分類模型的概率模型，用于描述不同類別之間的分布差異。在分類算法中，多元正態(tài)分布可以用于確定各類別的概率密度函數(shù)，以及計(jì)算分類結(jié)果的可信度。多元正態(tài)分布在分類算法中的應(yīng)用生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）是一種深度學(xué)習(xí)模型，由生成器和判別器兩