多元统计典型相关分析
多元统计分析典型相关分析
p
X 是 多两元个统相 计互 分关 析联 典的 型随 相机 关向分量 析，分别在两组变(量p中选q)取若1 干有代表性的(2综) 合变量Ui、Vi，(使2)得每一个综合变量是原变量的线性组合，即
X X 多元统计分析典型相关分析
1
与被主选成 出分的分线析性相组似合，配典对型称相为关典分型析变首量先，在它每们组的变相量关中系找数出称变为量典的型线相性关组系合数，。使得两组的(2线)性组合之间具有最大的相关系数。 X 2
Cov(X ) Σ , Cov(X ) Σ , Cov(X , X ) Σ Σ 的相关性被提取完毕为(1此) 。
(2)
多被元选统 出计的分线析性典组型合相配关对分称析为典型变量1，1 它们的相关系数称为典型相关系数2。2
(1) (2)
12
21
多元统计分析典型相关分析
(1)
X 多是元两统 个计相分互析关典联型的相随关机分向析量，分别在两组变量中选取若干有代表性的综合变量Ui、Vi，1使得每一个综合变量是原变量的线性组合，即
（3）
的极大值，其中 λ，ν 是 Lagrange 乘数。
根据求极值的必要条件得
a
Σ12b Σ11a
0
b
Σ21a
Σ22b
0
（4）
典型相关分析原理及方法
设有两组随机向量， X (1) 代表第一组的 p 个变量， X (2) 代表
第二组的 q 个变量，假设 p≤ q。令 被选出的线性组合配对称为典型变量，它们的相关系数称为典型相关系数。
然后选取和最初挑选的这对线性组合不相关的线性组合，使其配对，并选取相关系数最大的一对，如此继续下去，直到两组变量之间
然后选取和最初挑选的这对线性组合不相关的线性组合，使其配对，并选取相关系数最大的一对，如此继续下去，直到两组变量之间
多元统计数据分析报告(3篇)
第1篇一、引言随着大数据时代的到来，数据量急剧增加，传统的统计分析方法已无法满足复杂数据关系的挖掘需求。
多元统计分析作为一种处理多个变量之间关系的方法，在社会科学、自然科学、工程技术等领域得到了广泛应用。
本报告旨在通过对某研究项目的多元统计分析，揭示变量之间的关系，为决策提供科学依据。
二、研究背景与目的本研究以某企业员工绩效评估数据为研究对象，旨在通过多元统计分析方法，探究员工绩效与个人特质、工作环境等因素之间的关系，为企业人力资源管理部门提供决策支持。
三、数据与方法1. 数据来源本研究数据来源于某企业员工绩效评估系统，包括员工的基本信息、个人特质、工作环境、绩效评分等。
2. 研究方法本研究采用以下多元统计分析方法：（1）描述性统计分析：对员工绩效、个人特质、工作环境等变量进行描述性统计分析，了解数据的分布情况。
（2）相关分析：分析变量之间的线性关系，找出相关系数较大的变量对。
（3）因子分析：将多个变量归纳为少数几个因子，揭示变量之间的内在关系。
（4）聚类分析：将员工根据绩效、个人特质、工作环境等因素进行分类，分析不同类别员工的特点。
（5）回归分析：建立员工绩效与个人特质、工作环境等因素之间的回归模型，分析各因素对绩效的影响程度。
四、数据分析结果1. 描述性统计分析通过对员工绩效、个人特质、工作环境等变量的描述性统计分析，得出以下结论：（1）员工绩效评分呈正态分布，平均绩效评分为75分。
（2）个人特质得分集中在中等水平，其中创新能力得分最高，稳定性得分最低。
（3）工作环境得分普遍较高，其中工作压力得分最低。
2. 相关分析通过对员工绩效、个人特质、工作环境等变量进行相关分析，得出以下结论：（1）绩效与创新能力、稳定性、工作环境等因素呈正相关。
（2）创新能力与稳定性呈负相关。
3. 因子分析通过对员工绩效、个人特质、工作环境等变量进行因子分析，得出以下结论：（1）提取了3个因子，分别对应创新能力、稳定性、工作环境。
典型相关分析的实例
吉他销售和声音质量之间的关系
我们将使用典型相关分析来判断吉他销量与声 音质量之间是否存在关系。
结论和要点
典型相关分析是一种重要的数据分析工具，可用于确定两组变量之间是否存 在高度关联性。它经常用于社会科学、金融市场和医学等领域。然而，要记 住，在开始分析之前，确保你的数据完整且充分。
典型相关分析的实例介绍
运动鞋销售与收入的关系
我们将使用典型相关分析来确定是否运动鞋的 销售与收入之间存在 Nhomakorabea著的关系。
通货膨胀率和道琼斯指数的关系
我们将使用典型相关分析来确定两者之间是否 存在高度相关性，以便制定股票投资策略。
脉搏和血压之间的关系
我们将使用典型相关分析来确定脉搏和血压之 间的关系，以帮助预测高血压的风险。
将两个变量矩阵相乘，找到相关系数矩阵。
第三步： 进行典型相关分析
找到总体典型变量并计算各个典型变量的权 重。
第四步： 分析结果
通过比较典型变量的权重来评估两组变量之 间的关系以及它们之间的模式.
典型相关分析的应用领域
1
社会科学
可以用于研究某些社会群体中不同变
心理学
2
量之间的关系，如社会经济状况和健 康状况之间的关系。
探索典型相关分析
典型相关分析是一种可用于研究两组变量之间关系的统计工具。在本次演示 中，我们将介绍典型相关分析的基础知识和实际应用。
典型相关分析的定义
典型相关分析是一种多元统计工具，用于确定两个变量集合之间的关系。其 主要目的是找到两组变量之间的模式，以便可以预测它们之间的关系。
典型相关分析的基本思想
变量之间的关系
如果两组变量之间存在关系，则它们的变化将 会同时发生。
寻找相关性
多元统计实验二相关分析
6.3
59
100
2.95
276
52
6.4
85
40
1.21
125
26
5.8
61
73
3.5
144
53
6.4
59
85
2.33
198
27
5.2
52
86
2.45
181
54
8.8
78
72
3.2
313
试做y对其它变量的简单相关分析和偏相关分析。
四，实验过程原始记录（数据，图表，计算等）
datashiyan;
inputsnx1x2x3x4y @@;
withy;
run;
2、做偏相关分析
proccorrdata=corr6_3 ;
varx1;
withy;
partialx2 x3 x4 ;
run;
三，实验内容
做过某一类型的肝手术病人的生存时间y，与凝血值X1；预后指数X2；酵素化验值X3；肝功化验值X4有一定的关系。现有相关样本（样本容量为54）如下：
sn
x1
x2
x3
x4
y
sn
x1
x2
x3
x4
y
1
6.7
62
81
2.59
200
28
11.2
76
90
5.59
574
2
5.1
59
66
1.7
101
29
5.2
54
56
2.71
72
3
7.4
57
83
2.16
204
《多元统计分析》课件
采用L1正则化，通过惩罚项来选择最重要 的自变量，实现特征选择和模型简化。
比较
应用场景
岭回归适用于所有自变量都对因变量有影 响的情况，而套索回归更适用于特征选择 和模型压缩。
适用于数据集较大、自变量之间存在多重 共线性的情况，如生物信息学数据分析、 市场细分等。
主成分回归与偏最小二乘回归
主成分回归
适用于自变量之间存在多重 共线性的情况，同时要求高 预测精度，如金融市场预测 、化学计量学等。
06 多元数据的典型相关分析
典型相关分析的基本思想
01
典型相关分析是一种研究多个 随机变量之间相关性的多元统 计分析方法。
02
它通过寻找一对或多个线性组 合，使得这些线性组合之间的 相关性达到最大或最小，从而 揭示多个变量之间的关系。
原理
基于最小二乘法原理，通过最小化预 测值与实际值之间的平方误差来估计 回归系数。
应用场景
适用于因变量与自变量之间存在线性 关系的情况，如预测房价、股票价格 等。
注意事项
需对自变量进行筛选和多重共线性诊 断，以避免模型的不稳定性和误差。
岭回归与套索回归
岭回归
套索回归
是一种用于解决多重共线性的回归方法， 通过引入一个小的正则化项来稳定系数估 计。
层次聚类
01
步骤
02
1. 将每个数据点视为一个独立的集群。
2. 计算任意两个集群之间的距离或相似度。
03
层次聚类
01 3. 将最相近的两个集群合并为一个新的集群。 02 4. 重复步骤2和3，直到满足终止条件（如达到预
设的集群数量或最大距离阈值）。
03 应用：适用于探索性数据分析，帮助研究者了解 数据的分布和结构。
多元统计分析案例分析
多元统计分析案例分析多元统计分析是指采用多个统计方法和技术对数据进行综合分析的一种分析方法。
它可以帮助研究者揭示出多个变量之间的复杂关系，并进一步分析它们的影响和作用。
下面以一份市场调研报告为例，介绍如何运用多元统计分析进行案例分析。
案例背景：饮料公司在上海市开展了一项市场调研，调查了300名消费者对其产品的购买行为和偏好。
调研对象包括消费者的年龄、性别、收入水平、产品购买频率、产品品牌偏好等变量。
1.数据准备：将调研数据录入电脑，确保数据的准确性和完整性。
对于缺失值进行处理，可以采用删除、插补等方法。
2.描述性统计分析：首先对数据进行描述性统计分析，包括计算平均值、标准差、频数等。
了解数据的分布情况和基本统计信息，例如了解不同性别的样本比例，不同年龄段的购买频率等。
3.相关性分析：通过相关系数分析来研究各个变量之间的关系，包括变量间的线性相关性和非线性相关性。
可以计算皮尔逊相关系数或斯皮尔曼相关系数来评估变量之间的关联程度。
4.回归分析：通过回归分析可以研究一个或多个自变量对因变量的影响程度。
可以先进行单变量回归分析，确定哪些自变量对因变量有显著影响。
然后进行多元回归分析，建立一个多元回归模型，研究多个自变量对因变量的综合影响。
5.研究假设检验：通过假设检验来验证研究假设的可靠性。
例如，可以进行t检验或方差分析来判断一些自变量对因变量的影响是否显著。
6.因素分析：可以利用因素分析来研究多个自变量之间的共同特征。
通过提取主成分或因子，将原始变量转化为更少的几个综合变量，以便对数据进行更简洁的分析和解释。
7.聚类分析：通过聚类分析可以将样本划分为不同的类别或群体，以研究不同自变量组合的消费者群体特征和购买行为。
8.判别分析：通过判别分析可以建立分类模型，将样本分为多个已知类别，以研究哪些自变量最能有效地区分不同群体。
9.结果解释和报告撰写：将多元统计分析的结果进行解释和总结，并撰写报告。
报告中应包括对分析方法的描述、数据的描述和分析结果的解释。
应用多元统计分析习题解答典型相关分析
第九章 典型相关分析9.1 什么是典型相关分析？简述其基本思想。
答： 典型相关分析是研究两组变量之间相关关系的一种多元统计方法。
用于揭示两组变量之间的内在了解。
典型相关分析的目的是识别并量化两组变量之间的了解。
将两组变量相关关系的分析转化为一组变量的线性组合与另一组变量线性组合之间的相关关系。
基本思想：（1）在每组变量中找出变量的线性组合，使得两组的线性组合之间具有最大的相关系数。
即： 若设(1)(1)(1)(1)12(,,,)p X X X =X、(2)(2)(2)(2)12(,,,)q X X X =X 是两组相互关联的随机变量，分别在两组变量中选取若干有代表性的综合变量Ui 、Vi ，使是原变量的线性组合。
在(1)(1)(1)(2)()()1D D ''==a X b X 的条件下，使得(1)(1)(1)(2)(,)ρ''a X b X 达到最大。
（2）选取和最初挑选的这对线性组合不相关的线性组合，使其配对，并选取相关系数最大的一对。
（3）如此继续下去，直到两组变量之间的相关性被提取完毕为此。
9.2 什么是典型变量？它具有哪些性质？答：在典型相关分析中，在一定条件下选取系列线性组合以反映两组变量之间的线性关系，这被选出的线性组合配对被称为典型变量。
具体来说，()(1)()(1)()(1)()(1)1122i i i i i P PU a X a X a X '=+++a X()(2)()(2)()(2)()(2)1122i i i i i q qV b X b X b X '=+++b X在(1)(1)(1)(2)()()1D D ''==a X b X 的条件下，使得(1)(1)(1)(2)(,)ρ''a X b X 达到最大，则称(1)(1)'a X 、(1)(2)'b X 是(1)X 、(2)X 的第一对典型相关变量。
对应分析、典型相关分析、定性数据分析
应用领域的拓展
对应分析的应用领域 拓展
随着数据科学和商业智能的不断 发展，对应分析的应用领域将不 断拓展，如市场细分、消费者行 为分析、社交网络分析等，对应 分析将为这些领域提供更有效的 分析和预测工具。
典型相关分析的应用 领域拓展
典型相关分析作为一种重要的多 元统计分析方法，其应用领域也 将不断拓展，如生物信息学、环 境科学、金融风险管理等，典型 相关分析将为这些领域提供更准 确的数据分析和预测工具。
典型相关分析
能够揭示两组变量之间的关联，但需要较大的样本量， 且对异常值敏感。
定性数据分析
能够挖掘数据中的模式和规律，但主观性强，需要经 验丰富的分析师进行操作。
05
对应分析、典型相关分析、定性数据分析的 未来发展
CHAPTER
新方法的出现
对应分析的新方法
随着数据科学和统计学的不断发展，对应分析的新方法将不断涌现，如基于机器学习的对应分析方法、网络分析方法 等，这些新方法将为对应分析提供更强大的工具和更广泛的应用领域。
心理学研究
在心理学研究中，对应分析可用于揭示人类行为和心理状态之间的关系。
例如，它可以用于研究不同性格类型或心理状态的人在不同情境下的行
为反应。
02 典型相关分析
CHAPTER
典型相关分析的定义
典型相关分析是一种多元统计分析方 法，用于研究两组变量之间的相关关 系。
它通过寻找两组变量之间的典型相关 变量，来解释两组变量之间的相互关 系。
市场调研
在市场调研中，定性数据分析可用于深入了解消费者需求、 态度和行为，为产品定位和市场策略提供依据。
01
社会学研究
在社会学研究中，定性数据分析常用于 探究社会现象、文化差异和群体行为等， 以揭示社会结构和动态。
多元统计分析——典型相关分析
多元统计分析——典型相关分析典型相关分析（Canonical correlation analysis）是一种多元统计分析方法，用于研究两组变量之间的关联性。
与传统的相关分析不同，典型相关分析可以同时考虑多组变量，找出最佳的线性组合，使得两组变量之间的相关性最大化。
它主要用于探索一组自变量与另一组因变量之间的线性关系，并且可以提供详细的相关性系数、特征向量和特征值等信息。
典型相关分析的基本原理是将两组变量分别投影到最佳的线性组合上，使得投影后的变量之间的相关性最大。
这种投影是通过求解特征值问题来实现的，其中特征值表示相关系数的大小，特征向量表示两组变量的线性组合。
通常情况下，我们希望保留具有最大特征值的特征向量，因为它们对应着最强的相关性。
典型相关分析的应用广泛，可以用于众多领域，如心理学、社会科学、经济学等。
例如，在心理学研究中，我们可能对人们的人格特征和行为方式进行测量，然后使用典型相关分析来探索它们之间的关系。
在经济学研究中，我们可以将宏观经济指标与企业盈利能力进行比较，以评估它们之间的相关性。
典型相关分析的步骤如下：1.收集数据：首先，我们需要收集两组变量的数据。
这些数据可以是定量数据（如收入、年龄）或定性数据（如性别、职业）。
2.建立模型：然后，我们需要建立一个数学模型，用于描述两组变量之间的关系。
这可以通过线性回归、主成分分析等方法来实现。
3.求解特征值问题：接下来，我们需要求解特征值问题，以获得相关系数和特征向量。
在实际计算中，我们可以使用统计软件来完成这一步骤。
4.解释结果：最后，我们需要解释典型相关分析的结果。
通常情况下，我们会关注最大的特征值和对应的特征向量，因为它们表示着最强的相关性。
典型相关分析的结果提供了一组线性组合，这些组合可以最大化两组变量之间的相关性。
通过分析这些组合，我们可以洞察两组变量之间的潜在关系，并提供有关如何解释和预测这种关系的指导。
总结而言，典型相关分析是一种强大的多元统计分析方法，可以用于研究两组变量之间的关联性。
典型相关分析(CCA)简介
典型相关分析(CCA)简介一、引言在多变量统计分析中，典型相关分析（Canonical Correlation Analysis，简称CCA）是一种用于研究两个多变量之间关系的有效方法。
这种方法最早由哈罗德·霍特林（Harold Hotelling）于1936年提出。
随着数据科学和统计学的发展，CCA逐渐成为多个领域分析数据的重要工具。
本文将对典型相关分析的基本原理、应用场景以及与其他相关方法的比较进行详细阐述。
二、典型相关分析的基本概念1. 什么是典型相关分析典型相关分析是一种分析两个多变量集合之间关系的方法。
设有两个随机向量 (X) 和 (Y)，它们分别包含 (p) 和 (q) 个变量。
CCA旨在寻找一种线性组合，使得这两个集合在新的空间中具有最大的相关性。
换句话说，它通过最优化两个集合的线性组合，来揭示它们之间的关系。
2. 数学模型假设我们有两个数据集：(X = [X_1, X_2, …, X_p])(Y = [Y_1, Y_2, …, Y_q])我们可以表示为：(U = a^T X)(V = b^T Y)其中 (a) 和 (b) 是待求解的权重向量。
通过最大化协方差 ((U, V))，我们得到最大典型相关系数 ()，公式如下：[ ^2 = ]通过求解多组 (a) 和 (b)，我们可以获得多个典型变量，从而得到不同维度的相关信息。
三、典型相关分析的步骤1. 数据准备在进行CCA之前，需要确保数据集满足一定条件。
一般来说，应对数据进行标准化处理，以消除可能存在的量纲差异。
可以使用z-score标准化的方法来处理数据。
2. 求解协方差矩阵需要计算两个集合的协方差矩阵，并进一步求出其逆矩阵。
给定随机向量 (X) 和 (Y)，我们需要计算如下协方差矩阵：[ S_{xx} = (X, X) ] [ S_{yy} = (Y, Y) ] [ S_{xy} = (X, Y) ]同时，求出逆矩阵 (S_{xx}^{-1}) 和 (S_{yy}^{-1})。
多元统计分析实验报告)
. . .数学与计算科学学院实验报告实验项目名称相应与典型相关分析所属课程名称多元统计分析实验实验类型验证型实验日期2016年6月13日星期一班级学号姓名成绩因素B 具有对等性。
通过变换。
得c '=ΣZ Z ，r '=ΣZZ 。
（3）对因素B 进行因子分析。
计算出c '=ΣZ Z 的特征向量 及其相应的特征向量计算出因素B 的因子)（4）对因素A 进行因子分析。
计算出r '=ΣZZ 的特征向量 及其相应的特征向量计算出因素A 的因子（5）选取因素B 的第一、第二公因子 选取因素A 的第一、第二公因子将B 因素的c 个水平，，A 因素的r 个水平同时反应到相同坐标轴的因子平面上上（6）根据因素A 和因素B 各个水平在平面图上的分布，描述两因素及各个水平之间的相关关系。
1.3 在进行相应分析时，应注意的问题要注意通过独立性检验判定是否有必要进行相应分析。
因此在进行相应分析前应做独立性检验。
独立性检验中，0H ：因素A 和因素B 是独立的；1H ：因素A 和因素B 不独立 由上面的假设所构造的统计量为2211ˆ[()]ˆ()rcij ij i j ijk E k E k χ==-=∑∑211()r c ij i j k z ===∑∑ 其中....(/)/ij ij i j i j z k k k k k k =-，拒绝区域为221[(1)(1)]r c αχχ->--()(1)()(1)i i P Pa X '++a X ()(2)()(2)i i q qb X '++b X(2))1=X 的条件下，使得()(2)()(2)i i q qb X '+b X(2))1=X 的条件下，使得(1)、(2)X 的第一对典型相关变量。
1,2,,)r()p⎦()p ⎥⎦pU⎥⎥⎦p V⎥⎥⎦*(1)*== A X V Bˆˆr() ++b bz【实验过程】（实验步骤、记录、数据、分析）一．问题1的求解步骤：1. 将数据输入在SPSS后，在窗口中选择数据→加权个案，调出加权个案主界面，并将变量人数移入加权个案中的频率变量框中。
多元统计分析 典型相关分析
第六步：验证与诊断
与其他的多元分析方法一样，典型相关分析的结 果应该验证，以保证结果不是只适合于样本，而是 适合于总体。最直接的方法是构造两个子样本（如 果样本量允许），在每个子样本上分别做分析。这 样结果可以比较典型函数的相似性、典型载荷等。 如果存在显著差别，研究者应深入分析，保证最后 结果是总体的代表而不只是单个样本的反映。
现在的问题是为每一组变量选取一个综合 变量作为代表；而一组变量最简单的综合形 式就是该组变量的线性组合。
由于一组变量可以有无数种线性组合（线 性组合由相应的系数确定），因此必须找到 既有意义又可以确定的线性组合。
典型相关分析的概念
典型相关分析(canonical correlation analysis)就是要找到这两组变量线性组 合的系数使得这两个由线性组合生成的 变量（和其他线性组合相比）之间的相 关系数最大。
2、典型载荷
由于典型权重的缺陷，典型载荷逐步成为 解释典型相关分析结果的基础。典型载荷， 也称典型结构相关系数，是原始变量（自变 量或者因变量）与它的典型变量间的简单线 性相关系数。典型载荷反映原始变量与典型 变量的共同方差，它的解释类似于因子载荷， 就是每个原始变量对典型函数的相对贡献。
3、典型交叉载荷
第五步：解释典型变量.
建立典型相关分析模型后，需要对模型的结果 进行解释，可以用以下三种方法来说明。
三种方法：
1 典型权重（标准化的典型变量系数）
2 典型载荷（解释典型相关分析结果的基础； 反应原始变量与典型变量的共同方差，即每 个原始变量对典型变量的相对贡献）
典型相关分析
典型相关分析研究的问题是，如何选取典型变量的最优线性组合。选取原则是：在所有 线性组合 U 和 V 中， 选取典型相关系数为最大的 U 和 V ， 即选取 a
(1) (1)
和b
(1)
使得 U 1 = a ′ X
(1) ( 2)
与 V1 = b ′ Y 之间的相关系数达到最大（在所有的 U 和 V 中） ，然后选取 a
说明， λ 既是矩阵 A ，同时也是矩阵 B 的特征值，同时也表明，相应的 a 与 b 分别是
2
特征值 λ 的特征向量。
2
而且，根据证明，矩阵 A 和 B 的特征值还具有以下的性质： （1）矩阵 A 和 B 有相同的非零特征值，且相等的非零特征值的数目就等于 p 。 （2）矩阵 A 和 B 的特征值非负。 （3）矩阵 A 和 B 的全部特征值均在 0 和 1 之间。 根据前边，我们知道，λ = ν = a ′
(
X 1 ， X 2 ，…， X p
)′
和Y =
(
Y1 ， Y2 ，…， Yq
)′ ，
E ( X ) = µ1
E (Y ) = µ 2 Cov ( X , Y ) = ∑ 12 =
于是，对于矩阵
Cov ( X ) = ∑ 11 Cov (Y ) = ∑ 22
第二组变量的均值和协方差为矩阵为
第一组与第二组变量的协方差为矩阵为
∑
12
b = ρ ，所以 λ 为其典型变量 U 和 V 之间的简单
相关系数。 又由于要求其相关系数达到最大(按习惯考虑为正相关)，所以取矩阵 A 或 B 的最大特 征值 λ1 的平方根 λ1 ，作为相关系致，同时由特征值 λ1 所对应的两个特征向量 a
2 2 (1)
典型相关分析
一、典型相关分析的概念典型相关分析（canonical correlation analysis ）就是利用综合变量对之间的相关关系来反映两组指标之间的整体相关性的多元统计分析方法。
它的基本原理是：为了从总体上把握两组指标之间的相关关系，分别在两组变量中提取有代表性的两个综合变量U1和V1（分别为两个变量组中各变量的线性组合），利用这两个综合变量之间的相关关系来反映两组指标之间的整体相关性。
二、条件：典型相关分析有助于综合地描述两组变量之间的典型的相关关系。
其条件是,两组变量都是连续变量,其资料都必须服从多元正态分布。
三、相关计算如果我们记两组变量的第一对线性组合为：X u 11α'=Y v 11β'=),,,(121111'=p a a a α),,,(121111'=q ββββ 1)()(11111=∑'='=ααααX Var u Var 1)()(1221111=∑'='=ββββY Var v Var 11211111,),(),(11βαβαρ∑'='==Y X Cov v u Cov v u 典型相关分析就是求α1和β1，使二者的相关系数ρ达到最大。
典型相关分析希望寻求 a 和 b 使得 ρ 达到最大，但是由于随机变量乘以常数时不改变它们的相关系数，为了防止不必要的结果重复出现，最好的限制是令Var （U ）=1 和Var （V ）= 1。
A 关于的特征向量(a i1,a i2,…,a ip )，求B 关于的特征向量(bi 1,b i2,…,bi p ) 5、计算Vi 和Wi ；iλi λ()p X X X,...,1=()q Y Y Y ,...,1=1.实测变量标准化； 2.求实测变量的相关阵R ；3.求A 和B ；4、求A 和B 的特征根及特征向量；1111111111111111()()pq p pp p pq xxxy yxyy p q q qpq qq p q p q r r r r r r r r R R XX XY R R R YXYY r r r r r r r r +⨯+⎛⎫⎪⎪ ⎪⎛⎫⎛⎫ ⎪=== ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ ⎪⎪⎪⎝⎭∑∑∑∑ ()()()()∑∑∑∑∑∑∑∑----==XYXX YX YY B YXYY XY XX A 1111pλλλ≥≥≥...21p ip i i i X b X b X b V +++=...2211qiq i i i Y a Y a Y a W +++= (2211)6、Vi 和Wi 的第i 对典型相关系数应用典型相关分析的场合是：可以使用回归方法，但有两个或两个以上的因变量；特别是因变量或准则变量相互间有一定的相关性，无视它们之间相互依赖的关系而分开处理，研究就毫无意义。
典型相关分析(CCA)简介
典型相关分析(CCA)简介典型相关分析（Canonical Correlation Analysis，简称CCA）是一种统计方法，用于研究两组变量之间的关系。
它可以帮助我们找到两组变量之间的最大相关性，从而揭示它们之间潜在的联系和模式。
在本文中，我们将介绍CCA的基本概念、原理和应用领域，帮助读者更好地理解和运用这一方法。
### 1. CCA的基本概念典型相关分析是一种多元统计分析方法，通常用于研究两组变量之间的关系。
在CCA中，我们有两组变量X和Y，每组变量包含多个变量。
我们的目标是找到一组线性组合，使得这两组线性组合之间的相关性最大化。
换句话说，CCA寻找一对典型变量，使它们之间的相关性达到最大。
### 2. CCA的原理CCA的原理可以通过数学公式来解释。
假设我们有两组变量X和Y，它们分别表示为X = [X1, X2, ..., Xm]和Y = [Y1, Y2, ..., Yn]，其中m和n分别表示X和Y中变量的个数。
我们可以将X和Y表示为线性组合的形式：X' = a1X1 + a2X2 + ... + amXmY' = b1Y1 + b2Y2 + ... + bnYn其中a和b分别是X和Y的系数向量。
我们的目标是找到a和b，使得X'和Y'之间的相关性最大。
具体来说，CCA通过最大化X'和Y'的相关系数来实现这一目标。
### 3. CCA的应用领域CCA在多个领域都有广泛的应用，包括金融、生物医学、社会科学等。
在金融领域，CCA常用于分析不同资产之间的关联性，帮助投资者构建有效的投资组合。
在生物医学领域，CCA可以用于研究基因表达数据和临床特征之间的关系，帮助科研人员发现潜在的生物标志物。
在社会科学领域，CCA可以用于分析不同变量之间的关系，揭示社会现象背后的模式和规律。
### 结语典型相关分析（CCA）是一种强大的统计方法，可以帮助研究人员揭示两组变量之间的关系。
典型相关分析
典型相关分析典型相关分析利用综合变量的相关关系来反映两组指标之间的整体相关性的多元统计分析方法。
1. 典型相关分析的基本思想。
典型相关分析沿用了主成份分析的思想，在研究的两组变量()1,,p X X X = 与()1,,q Y Y Y = 中各自寻找一个综合变量（实际观测变量的线性组合）来代替原始观测变量组，从而将两组变量的关系集中到一对综合变量的关系上，整个问题转为两个变量之间的简单相关分析问题。
当然这个综合变量除了要求是满足所含的信息量尽可能大以外，提取时还要求两边提取出这一对综合变量的相关性尽可能大，通过对这对综合变量之间的相关性分析，来回答两组原始变量间相关性的问题。
有时候一对这样的综合变量代表性还不充分，可以依照同样的思想找出第二对、第三对，依次类推。
这些综合变量被称为典型变量，他们的相关系数则被称为典型相关系数。
典型相关系数是能简单完整第描述两组变量间关系的指标。
2. 典型相关系数与典型相关变量。
设()1,,'p X X X = ，()1,,'q Y Y Y = 是两个随机向量。
利用主成份思想寻找第i 对典型相关变量(),i i U V ：1122'i i i ip p i U a X a X a X a X =+++= 1122'i i i iq q i V b Y b Y b Y b Y =+++=其中()1,2,,min ,i m p q == ；称'i a 和'i b 为（第i 对）典型变量系数或典型权重。
记第一个典型相关系数为()111,canR corr U V =（使1U 与1V 间最大相关）；第二个典型相关系数为：()222,canR corr U V =（与1U ，1V 无关；使2U 与2V 间最大相关）；第m 个典型相关系数为：(),m m m canR corr U V =（与1U ，1V ，... 11,m m U V --无关；使m U 与m V 间最大相关）。
多元统计分析--典型相关分析
Wilks分布
在一元统计中，设Ｘ~2(m),Y~2(n),且Ｘ与Ｙ
X /m 相互独立，则随机变量 F , Y /n
则称为服从第一自由度为m，第二自由度为n的F分 布，记作 F~F(m ，n).
在多元统计中，总体Np(μ, Σ)的变异度由协方
阵Σ确定，它不是一个数字，这就产生了如何用与Σ 有关的一个数字来描述总体Np(μ, Σ)的变异度问题， 只有解决了这个问题，才能将F分布推广到多元情 形．
典型相关分析的思想：
首先分别在每组变量中找出第一对线性组合，使其具 有最大相关性，然后再在每组变量中找出第二对线性组合， 使其分别与本组内的第一线性组合不相关，第二对本身具 有次大的相关性。如此下去，直至两组变量的相关性被提 取完为止。
u1 a11 x1 a21 x2 a p1 x p
4
当μa=0时，称为p维中心化Wishart分布，
记为W～Wp(n, Σ)，其中n≥p，Σ>0。
显然当p=1， Σ=σ2时，有
W1(n,σ2)= σ2 2(n) 。
注意到Wishiart分布与2(n) 分布的关系。
5
中心化Wishart分布的三条重要性质
(1)若X(a) ～Np(μa,Σ) , a=1，2，…，n，且相互独立，
引理：AB和BA有相同的非零特征根.A’和A有相同的非零
Var (u1 ) 1Var ( X )1 11 1
Var (v1 ) 1Var (Y ) 1 1 22 1 1
u1 ,v1 Cov(u1 , v1 ) 1Cov( X , Y ) 1 112 1
所以，典型相关分析就是求1和1，使二者的相关系数 达到最大。
t
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新产生的综合指标成为典型相关变量 Canonical Variable，通过少数的几个综合变 量来反应两组变量的相关性质。
方法2更为简洁直接 ~~ 典型相关分析的中心思想。
典型相关分析的基本思想
• 首先在每组变量中找出变量的线性组合，使得两组的线性 组合之间具有最大的相关系数。 • 然后选取和最初挑选的这对线性组合不相关的线性组合， 使其配对，并选取相关系数最大的一对，如此继续下去， 直到两组变量之间的相关性被提取完毕为此。 • 被选出的线性组合配对称为典型变量，它们的相关系数称 为典型相关系数。典型相关系数度量了这两组变量之间联 系的强度。
哈罗德· 霍特林（HaroldHotelling,1895— 1973）：统计学界、经济学界、数学界 公认大师
典 型 相 关 分 析 相 关 实 例
典型相关分析的应用十分广泛。。。。。 例如～～
X1, X2, …, Xp Y1, Y2, …, Yq
1 小伙子追求姑娘的指标要求 姑娘向往的小伙子的指标 ~~ 外貌， 身高， 学历。。。 ~~~工作，家庭，人品。。 2 创新投入~~人员，研究开发经 创新产出~~专利，论文， 费，设施。。 产品。。 3 长子头的~~长度， 宽度 4 身体形态 ~~ 年龄，体重， 胸围 次子头的~~长度，宽度 健康状况~~脉搏，血压
典型相关分析的基本思想
第一步：估计组合系数使得对应的典型变量和相关系 数达到最大。最大的相关系数为第一典型相关系数 ，且称有最大相关系数的这对典型变量为典型相关 变量。 第二步：再次估计组合相关系数，找出第二大的典型 相关系数，称为第二典型相关西湖，称有第二大相 关系数的这对典型变量为第二典型相关变量。。 设两组的变量个数为p, q， p<q, 那么寻求典型变量 的过程可一直重复， 直到得到P对典型变量。。
典 型 相 关 分 析 求 解 方 法
典型相关分析通常可采取两种方法：
方法1 讨论第一组每个变量和第二组每个变量 的相互关系，得到pq个相关系数，再用这些相 关系数反应两组变量的关系。
BUT 。。在两组变量较多时，方法繁琐也不容 易抓到问题实际。
简单相关系数的局限性
--- 用来描述两个变量的之间的线性相关性。
典型相关分析的基本思想
一般情况，设
为两个相互关联的随机向量，分别在两组变量中选取若
(1) X (1) ( X1(1) , X 2 ,
(1) (2) , Xp ) 、 X (2) ( X1(2) , X 2 ,
(2) , Xq )
干有代表性的综合变量Ui、Vi，使得每一个综合变量是
原变量的线性组合，即
5 人口出生~~多孩率，计划生育 教育生活水平~~初中毕业 率 率，收入水平，生活水平
典 型 相 关 分 析 相 关 实 例
再如～～～
考察一些与财政政策有关的指标--如财政支出 总额的增长率，财政赤字增长率，税率降低, 和 与经济发展的一系列指标如国内GDP增长率， 就业增长率，物价上涨率等，来研究扩张性财 政政策实施后对宏观经济发展的影响.
(i ) (i ) (1) Ui a1 X1(1) a2 X2 (i ) (1) aP XP
a(i ) X(1)
(i ) (2) Vi b1(i ) X1(2) b2 X2
(i ) (2) bq Xqຫໍສະໝຸດ b(i) X(2)与
a
典型相关分析的基本思想
b
(i ) (i ) (1) Ui a1 X1(1) a2 X2
(i ) (1) aP XP
a(i ) X(1)
(i ) (2) Vi b1(i ) X1(2) b2 X2
(i ) (2) bq Xq
b(i) X(2)
典型相关分析的基本思想
D(U ) D(aX (1) ) aCov( X (1) , X (1) )a aΣ11a D(V ) D(bX (2) ) bCov( X (2) , X (2) )b bΣ22b Cov(U ,V ) aCov( X (1) , X (2) )b aΣ12b aΣ12b Cov(U ,V ) Corr(U ,V ) D(U ) D(V ) aΣ11a bΣ22b
典型相关分析的基本思想
也是一种运用于多元统计中的降维技术。
其目的是识别并量化两组变量之间的联系， 将两组变量相关关系的分析，转化为一组变量 的线性组合与另一组变量线性组合之间的相关 关系分析。
统 计 思 想 和 基 本 理 论
典型相关分析最早由1936年霍特林 Hotelling在《生物统计》上发表的论文《两 组变量之间的关系》提出， 其计算方法后经 过多年的应用日趋完善。
典 型 相 关 分 析 求 解 方 法
一元统计分析: 用相关系数来衡量两个随机变量 之间的线性相关关系；用复相关系数研究一个 随机变量和多个随机变量的线性相关关系。 Q： 遇到比较两组变量的相关性问题，怎 么办？ 多元统计分析: 运用典型相关分析研究两组变量 x1,x2…xp 与 y1, y2…yq之间的线性关系， 将每一组变量作为一个整体进行分析。。。两 组变量间的相关关系。
只是孤立考虑单个X与单个Y间的相关，没 有考虑X、Y变量组内部各变量间的相关。 两组间有许多简单相关系数（例~每组30个 变量），使问题显得复杂，难以从整体描述。
难以抓到重点
典 型 相 关 分 析 求 解 方 法
方法2 在每组变量中选择若干个由代表性的综 合指标，这些指标是原始变量的线性组合，代 表了原始变量的大部分信息， 且两组综合指标 的相关程度最大。 （类似于主成分分析法）
典型相关分析及应用
研究多个变量与多个变量之间的相关性
典型相关分析
典型相关分析基本理论
典型相关分析求解方法 典型相关系数的假设检验 典型相关分析在SPSS中的运用
统 计 思 想 和 基 本 理 论
典型相关分析 ( Canonical Correlation Analysis) 是研究两组变量之间相关关系的一种多元计 方法。它能够揭示出两组变之间的内在联系。