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こんにちは、pythonのnumpyについて質問させていただきます。
相関係数を計算する際に、 numpy.corrcoef(XとYの二次元配列) を使用すれば計算できますが、数式の確認のために公式である 共分散 / (Xの標準偏差 * Yの標準偏差) で相関係数を出したいと考え、 numpy.cov(XとYの二次元配列)/ (numpy.std(X)*numpy.std(Y)) で計算しましたが、なぜか numpy.corrcoef(XとYの二次元配列) と同じ結果になりませんでした。この原因をどなたか教えていただければ幸いです。

それぞれの値は以下のとおりです。
numpy.corrcoef(XとYの二次元配列)

array([[ 1.        , -0.55847735],
       [-0.55847735,  1.        ]])

numpy.cov(XとYの二次元配列)

array([[ 7.01969195e-01, -2.42092650e+01],
       [-2.42092650e+01,  2.67691160e+03]])

numpy.std(X)

0.8375159287888337

numpy.std(Y)

51.719112506809196

numpy.cov(XとYの二次元配列)/ (numpy.std(X)*numpy.std(Y)):

array([[ 1.61935480e-02, -5.58477348e-01],
       [-5.58477348e-01,  6.17529897e+01]])

よろしくお願いいたします。

1 件の回答 1

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np.cov()はデフォルトでddof=1である一方、np.std()はデフォルトではddof=0になっています。
したがってnp.std()ddof=1を指定するとnp.corrcoef()と同じ結果が得られます。

In [1]: import numpy as np

In [2]: np.random.seed(0)
   ...: X, Y = np.random.rand(2, 1000)

In [3]: np.corrcoef(X, Y)
Out[3]:
array([[1.        , 0.00601658],
       [0.00601658, 1.        ]])

# NG
In [4]: np.cov(X, Y) / (np.std(X) * np.std(Y))
Out[4]:
array([[0.97301135, 0.0060226 ],
       [0.0060226 , 1.0297958 ]])

# OK
In [5]: np.cov(X, Y) / (np.std(X, ddof=1) * np.std(Y, ddof=1))
Out[5]:
array([[0.97203834, 0.00601658],
       [0.00601658, 1.028766  ]])

なお念の為に言うと、左上と右下が1.になっていないのは、XとXの共分散(Xの分散)およびYとYの共分散(Yの分散)で割るべきところまでXとYの共分散で割っているからです。

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