python 数据分析 (一)数学基础(统计学知识和线代的矩阵)

一、统计学知识


1. 众数


(1)概念:


一组数中频率出现最高的数


(2)注意:


  • 众数可以是不唯一的;也可以没有众数
  • 众数在高斯分布中,位于峰值

(3)举例


eg:2、2、3、4、5、6、6 众数:2,6

eg:1,2,3,4,5 众数:没有

众数用于非数值类的数列

eg:{鸡,鸭,鱼,肉,鸡} 众数:鸡


(4)总结


众数:是数据的一种代表数,反应了一组数据的集中程度。众数往往反应了一种最普遍的倾向


2. 中位数


(1)定义


中值,是按顺序排列的一组数据中,居于中间位置的数


(2)注意


中位数只能有一个


(3)案例


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对一组数,先给他排序,再求中位数
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(4)总结


中位数:特点是不受极值影响,部分数据的变动对中位数没有影响,常用它描述这组数据的集中趋势


3. 平均数


计算得来,每一个数据的变化都会影响他的变化,平均数不稳定,极值对其影响较大


4. 方差


(1)定义


衡量随机变量或一组数据时离散程度的变量


(2)方法


每个样本值与全体样本值的平均数之差的平方值的平均数


(3)公式


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(4)案例


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(5)总结


方差越小,数据的波动越小;方差越大,数据的波动就越大


5. 标准差(均方差)


(1)定义


标准差是方差的算数平方根


(2)案例


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(3)总结


一个较大的标准差,代表大部分数值与其平均值之间的差异较大;
一个较小的标准差,代表大部分数值与其平均值之间的差异较小,这些数接近平均值(波动较小)


6. 高斯分布


别名:正态分布
数据分布呈现的是“钟型”曲线
(1) 中间高,高头低
(2) 左右对称

拉普拉斯分布


二、线代


1. 矩阵


(1)矩阵的由来


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(2)矩阵的表示


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2. 特殊矩阵


(1)零矩阵


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(2)行矩阵(n维行向量),m=1


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(3)列矩阵(m维列向量),n=1


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(4)n阶矩阵


即m=n


(5)对角矩阵(n阶段矩阵)


前提是符合n阶矩阵
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对角矩阵
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(6)单位矩阵


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(7)n阶数量矩阵


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(8)上三角矩阵


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(9)下三角矩阵


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3. 矩阵的运算(线性运算)


(1)矩阵相等


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(2)矩阵的加法


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案例:
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(3)负矩阵


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(4)矩阵的减法


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(5)数与矩阵乘法(数乘法)


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运算定律


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案例:
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(6)矩阵的乘法


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  • 结论:不是所有的矩阵都能做乘法
  • 前提:第一个矩阵的列数和第二个矩阵的行数相同
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(7)矩阵乘法和数乘法的区别


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运算定律


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4. 矩阵的应用


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5. 矩阵的转置


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运算规律:
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注意的是第二条:因为两个矩阵相乘后再转置行和列就发生了变化;而后面的写法正是将行和列先对换再乘


6. 分块矩阵


出现原因:对于一些行和列较多的矩阵相乘原有的方法比较笨拙

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解决办法:采取分块的方式来解决
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