相关系数
皮尔逊相关系数把协方差除以两个标准差: 其中 。因此它没有单位,且由柯西不等式可知 。取值接近 1 表示强正线性关联,接近 −1 表示强负线性关联。
界限与等号
令 、,则 ,。对平方可得 ,于是 。若 ,则 ,即几乎必然 ,两变量存在正斜率的精确线性关系; 类似。
相关为零并不意味着无关系
让 在 上等可能,。由对称性 ,故 ,但 仍由 确定。散点图会呈 U 形,线性相关为零却有确定的非线性关系。相关系数也不能单凭数值说明因果。
样本相关系数怎样算
对 对观测 ,令 为各自样本均值。若两组观测各自都不全相同,样本皮尔逊系数为 分子是同向偏离的合计;分母把它按两组数据各自的变动尺度标准化。若某组数全相同,分母为零, 未定义,不应记成零。这里各项同时除以 会相互约去,所以公式里不必另写样本协方差。
散点图的四对数据 给出 ,,因此 。这表示此样本中较强的正线性关联。样本相关系数受离群点影响可能很大,读数前仍应查看散点形状、样本量和数据生成机制。一元线性回归接着用相同四点求出拟合线,说明 与决定系数的关系及其适用条件。