Jakie są dodatnie, ujemne i zerowe wartości współczynników korelacji? - KamilTaylan.blog
5 maja 2021 6:21

Jakie są dodatnie, ujemne i zerowe wartości współczynników korelacji?

Współczynniki korelacji są wskaźnikami siły liniowej zależności między dwiema różnymi zmiennymi, x i y. Współczynnik korelacji liniowej większy od zera wskazuje na związek dodatni. Wartość mniejsza od zera oznacza relację ujemną. Wreszcie, wartość zero wskazuje na brak związku między dwiema zmiennymi x i y. W tym artykule wyjaśniono znaczenie współczynnika korelacji liniowej dla inwestorów, sposób obliczania kowariancji dla akcji oraz sposób, w jaki inwestorzy mogą wykorzystywać korelację do przewidywania rynku.

Kluczowe wnioski:

  • Współczynniki korelacji służą do pomiaru siły liniowej zależności między dwiema zmiennymi.
  • Współczynnik korelacji większy od zera wskazuje na zależność dodatnią, podczas gdy wartość mniejsza od zera oznacza zależność ujemną
  • Wartość zero wskazuje na brak związku między dwiema porównywanymi zmiennymi.
  • Ujemna korelacja lub odwrotna korelacja jest kluczową koncepcją w tworzeniu zdywersyfikowanych portfeli, które mogą lepiej wytrzymywać zmienność portfela.
  • Obliczanie współczynnika korelacji jest czasochłonne, dlatego dane są często podłączane do kalkulatora, komputera lub programu statystycznego w celu znalezienia współczynnika.

Zrozumienie korelacji

Współczynnik korelacji ( ρ ) jest miarą określającą stopień, w jakim ruch dwóch różnych zmiennych jest powiązany. Najpopularniejszy współczynnik korelacji, generowany przez korelację moment iloczynu Pearsona, służy do pomiaru liniowej zależności między dwiema zmiennymi. Jednak w zależności nieliniowej ten współczynnik korelacji nie zawsze może być odpowiednią miarą zależności.

Możliwy zakres wartości współczynnika korelacji to od -1,0 do 1,0. Innymi słowy, wartości nie mogą przekraczać 1,0 ani być mniejsze niż -1,0. Korelacja -1,0 wskazuje na doskonałą korelację ujemną, a korelacja 1,0 wskazuje na doskonałą  korelację dodatnią. Jeśli współczynnik korelacji jest większy od zera, jest to zależność dodatnia. I odwrotnie, jeśli wartość jest mniejsza od zera, jest to relacja ujemna. Wartość zero wskazuje, że nie ma związku między dwiema zmiennymi.



Przy interpretacji korelacji należy pamiętać, że skorelowanie dwóch zmiennych nie oznacza, że ​​jedna powoduje drugą.

Korelacja i rynki finansowe

Na rynkach finansowych współczynnik korelacji służy do pomiaru akcje poruszają się w przeciwnych kierunkach, współczynnik korelacji jest ujemny.

Jeśli współczynnik korelacji dwóch zmiennych wynosi zero, nie ma liniowej zależności między zmiennymi. Jednak dotyczy to tylko zależności liniowej. Możliwe, że zmienne mają silną zależność krzywoliniową. Gdy wartość ρ jest bliska zeru, zwykle między -0,1 a +0,1, mówi się, że zmienne nie mają związku liniowego (lub bardzo słabego związku liniowego).

Na przykład załóżmy, że ceny kawy i komputerów są obserwowane i wykazują korelację +,0008. Oznacza to, że nie ma korelacji ani związku między dwiema zmiennymi.

Obliczanie ρ

Kowariancji  dwóch zmiennych w pytaniu musi być obliczona przed korelacja może być ustalona. Następnie wymagane jest odchylenie standardowe każdej zmiennej . Współczynnik korelacji jest określany przez podzielenie kowariancji przez iloczyn odchyleń standardowych dwóch zmiennych.

Odchylenie standardowe jest miarą  rozrzutu  danych od ich średniej. Kowariancja jest miarą tego, jak dwie zmienne zmieniają się razem. Jednak jego wielkość jest nieograniczona, więc trudno ją zinterpretować. Znormalizowaną wersję statystyki oblicza się, dzieląc kowariancję przez iloczyn dwóch odchyleń standardowych. To jest współczynnik korelacji.

Pozytywna korelacja

Dodatnia korelacja – gdy współczynnik korelacji jest większy niż 0 – oznacza, że ​​obie zmienne poruszają się w tym samym kierunku. Kiedy ρ wynosi +1, oznacza to, że dwie porównywane zmienne mają doskonały związek dodatni; kiedy jedna zmienna porusza się wyżej lub niżej, druga zmienna porusza się w tym samym kierunku z tą samą wielkością.

Im bliżej wartości ρ jest +1, tym silniejsza jest zależność liniowa. Na przykład załóżmy, że wartość cen ropy jest bezpośrednio związana z cenami biletów lotniczych, a współczynnik korelacji wynosi +0,95. Zależność między cenami ropy i bilety lotnicze ma bardzo silną dodatnią korelację ponieważ wartość jest blisko +1. Tak więc, jeśli cena ropy spada, ceny biletów lotniczych również spadają, a jeśli cena ropy rośnie, to samo dzieje się z cenami biletów lotniczych.

Na poniższym wykresie porównujemy jeden z największych banków w USA, JPMorgan Chase & Co. ( Exchange Traded Fund (ETF) (XLF ).1 Jak możesz sobie wyobrazić, JPMorgan Chase & Co. powinna mieć pozytywną korelację z całym sektorem bankowym. Widzimy, że współczynnik korelacji wynosi obecnie 0,98, co sygnalizuje silną dodatnią korelację. Odczyt powyżej 0,50 zwykle sygnalizuje dodatnią korelację.

Zrozumienie korelacji między dwoma akcjami (lub pojedynczą akcją) a branżą, w jakiej działają, może pomóc inwestorom ocenić, jak notuje się akcje w porównaniu z innymi akcjami. Wszystkie rodzaje papierów wartościowych, w tym obligacje, sektory i fundusze ETF, można porównać ze współczynnikiem korelacji.

Ujemna korelacja

Korelacja ujemna (odwrotna) występuje, gdy współczynnik korelacji jest mniejszy niż 0. Wskazuje to, że obie zmienne poruszają się w przeciwnym kierunku. Krótko mówiąc, każdy odczyt między 0 a -1 oznacza, że ​​dwa papiery wartościowe poruszają się w przeciwnych kierunkach. Gdy ρ wynosi -1, mówi się, że związek jest doskonale ujemnie skorelowany. Krótko mówiąc, jeśli jedna zmienna rośnie, druga zmienna maleje z tą samą wielkością (i odwrotnie). Jednak stopień, w jakim dwa papiery wartościowe są ujemnie skorelowane, może zmieniać się w czasie (i prawie nigdy nie są one dokładnie skorelowane przez cały czas).

Przykłady negatywnej korelacji

Na przykład załóżmy, że przeprowadzono badanie w celu oceny związku między temperaturą zewnętrzną a rachunkami za ogrzewanie. Z badania wynika, że ​​istnieje ujemna korelacja między cenami rachunków za ogrzewanie a temperaturą zewnętrzną. Obliczony współczynnik korelacji wynosi -0,96. Ta silna ujemna korelacja oznacza, że ​​wraz ze spadkiem temperatury na zewnątrz, rosną ceny rachunków za ogrzewanie (i odwrotnie).

Jeśli chodzi o inwestowanie, ujemna korelacja niekoniecznie oznacza, że ​​należy unikać papierów wartościowych. Współczynnik korelacji może pomóc inwestorom w dywersyfikacji portfela poprzez uwzględnienie różnych inwestycji, które mają ujemną lub niską korelację z rynkiem akcji. Krótko mówiąc, przy zmniejszaniu ryzyka zmienności w portfelu czasami pojawiają się przeciwieństwa.

Na przykład załóżmy, że masz portfel zrównoważony o wartości 100 000 USD, który jest zainwestowany 60% w akcje i 40% w obligacje. W roku dobrych wyników ekonomicznych składnik akcji twojego portfela może wygenerować zwrot w wysokości 12%, podczas gdy składnik obligacji może zwrócić -2%, ponieważ stopy procentowe rosną (co oznacza, że ​​ceny obligacji spadają). Zatem całkowity zwrot z twojego portfela wyniósłby 6,4% ((12% x 0,6) + (-2% x 0,4). W następnym roku, gdy gospodarka znacznie zwalnia, a stopy procentowe spadają, twój portfel akcji może generować -5 %, podczas gdy portfel obligacji może zwrócić 8%, co daje ogólny zwrot z portfela w wysokości 0,2%.

Co by było, gdybyś zamiast zrównoważonego portfela składał się w 100% z akcji? Przy tych samych założeniach dotyczących zwrotu, Twój portfel obejmujący wszystkie akcje miałby zwrot w wysokości 12% w pierwszym roku i -5% w drugim roku. Liczby te są wyraźnie bardziej zmienne niż zwroty z portfela zbilansowanego na poziomie 6,4% i 0,2%.

Współczynnik korelacji liniowej

Współczynnik korelacji liniowej to liczba obliczona na podstawie danych, która mierzy siłę liniowej zależności między dwiema zmiennymi x i y. Znak współczynnika korelacji liniowej wskazuje kierunek liniowej zależności między x i y. Kiedy r (współczynnik korelacji) jest bliski 1 lub −1, zależność liniowa jest silna; kiedy jest blisko 0, zależność liniowa jest słaba.

Nawet w przypadku małych zestawów danych obliczenia współczynnika korelacji liniowej mogą być zbyt długie, aby można je było wykonać ręcznie. W związku z tym dane są często podłączane do kalkulatora lub, co bardziej prawdopodobne, do komputera lub programu statystycznego w celu znalezienia współczynnika.

Współczynnik Pearsona

Zarówno obliczenie współczynnika Pearsona, jak i podstawowa regresja liniowa są sposobami określenia liniowego związku zmiennych statystycznych. Jednak te dwie metody różnią się. Współczynnik Pearsona jest miarą siły i kierunku liniowego związku między dwiema zmiennymi bez założenia o przyczynowości. Współczynnik Pearsona pokazuje korelację, a nie związek przyczynowy. Współczynniki Pearsona mieszczą się w zakresie od +1 do -1, gdzie +1 oznacza korelację dodatnią, -1 oznacza korelację ujemną, a 0 oznacza brak związku.

Prosta regresja liniowa opisuje liniową zależność między zmienną odpowiedzi (oznaczoną przez y) a zmienną objaśniającą (oznaczoną przez x) za pomocą modelu statystycznego. Do prognozowania wykorzystuje się modele statystyczne.



Uprość regresję liniową, obliczając korelację za pomocą oprogramowania, takiego jak Excel.

Na przykład w finansach korelacja jest wykorzystywana w kilku analizach, w tym w obliczaniu odchylenia standardowego portfela. Ponieważ jest to bardzo czasochłonne, korelację najlepiej obliczyć za pomocą oprogramowania takiego jak Excel. Korelacja łączy pojęcia statystyczne, a mianowicie wariancję i  odchylenie standardowe. Wariancja to rozproszenie zmiennej wokół średniej, a odchylenie standardowe to pierwiastek kwadratowy z wariancji.

Znajdowanie korelacji za pomocą programu Excel

Istnieje kilka metod obliczania korelacji w programie Excel. Najprościej jest pobrać dwa zestawy danych obok siebie i użyć wbudowanej formuły korelacji:

Jeśli chcesz utworzyć macierz korelacji w zakresie zestawów danych, program Excel ma wtyczkę analizy danych, którą można znaleźć na karcie Dane w obszarze Analizuj.

Wybierz tabelę zwrotów. W tym przypadku nasze kolumny mają tytuły, dlatego chcemy zaznaczyć pole „Etykiety w pierwszym wierszu”, aby program Excel wiedział, że należy je traktować jako tytuły. Następnie możesz wybrać wydruk na tym samym arkuszu lub na nowym arkuszu.

Po naciśnięciu klawisza Enter dane są tworzone automatycznie. Możesz dodać tekst i formatowanie warunkowe, aby wyczyścić wynik.

Często zadawane pytania dotyczące współczynnika korelacji liniowej

Jaki jest współczynnik korelacji liniowej?

Współczynnik korelacji liniowej to liczba obliczona na podstawie podanych danych, która mierzy siłę liniowej zależności między dwiema zmiennymi, x i y.

Jak znaleźć współczynnik korelacji liniowej?

Korelacja łączy kilka ważnych i powiązanych pojęć statystycznych, a mianowicie wariancję i odchylenie standardowe. Wariancja to rozproszenie zmiennej wokół średniej, a odchylenie standardowe to pierwiastek kwadratowy z wariancji.

Formuła jest następująca:

r=n(∑xy)-(∑x)(∑y)
r=[n∑x2-(∑x)2][n∑y2-(∑y)2)]

Obliczenia są zbyt długie, aby wykonać je ręcznie, a oprogramowanie, takie jak Excel lub program statystyczny, to narzędzia używane do obliczania współczynnika.

Co oznacza korelacja liniowa?

Współczynnik korelacji wynosi od -1 do +1. Współczynnik korelacji +1 wskazuje na doskonałą korelację dodatnią. Wraz ze wzrostem zmiennej x rośnie zmienna y. Gdy zmienna x maleje, zmienna y maleje. Współczynnik korelacji wynoszący -1 wskazuje na doskonałą korelację ujemną. Gdy zmienna x rośnie, zmienna z maleje. Gdy zmienna x maleje, zmienna z rośnie.

Jak znaleźć współczynnik korelacji liniowej w kalkulatorze?

Do obliczenia współczynnika korelacji wymagany jest kalkulator graficzny. Poniższe instrukcje są dostarczane przez Statology.

Krok 1: Włącz diagnostykę

Będziesz musiał wykonać ten krok tylko raz w swoim kalkulatorze. Następnie zawsze możesz rozpocząć od kroku 2 poniżej. Jeśli tego nie zrobisz, r (współczynnik korelacji) nie pojawi się po uruchomieniu funkcji regresji liniowej.

Naciśnij [2nd], a następnie [0], aby wejść do katalogu kalkulatora. Przewiń, aż zobaczysz „diagnosticsOn”.

Naciskaj Enter, aż na ekranie kalkulatora pojawi się napis „Gotowe”.

Ważne jest, aby powtórzyć: nigdy nie musisz tego robić ponownie, chyba że zresetujesz kalkulator.

Krok 2: Wprowadź dane

Wprowadź dane do kalkulatora, naciskając [STAT], a następnie wybierając 1: Edytuj. Aby było to łatwiejsze, powinieneś wprowadzić wszystkie swoje „dane x” do L1 i wszystkie swoje „dane y” do L2.

Krok 3: Oblicz!

Po wprowadzeniu danych przejdziesz do [STAT], a następnie do górnego menu CALC. Na koniec wybierz 4: LinReg i naciśnij enter.

Otóż ​​to! Gotowe! Teraz możesz po prostu odczytać współczynnik korelacji bezpośrednio z ekranu (jego r). Pamiętaj, że jeśli r nie wyświetla się na kalkulatorze, musisz włączyć diagnostykę. Jest to również to samo miejsce na kalkulatorze, w którym znajdziesz równanie regresji liniowej i współczynnik determinacji.

Podsumowanie

Współczynnik korelacji liniowej może być pomocny przy określaniu relacji między inwestycją a całym rynkiem lub innymi papierami wartościowymi. Jest często używany do przewidywania zwrotów z rynku akcji. Ten pomiar statystyczny jest przydatny na wiele sposobów, szczególnie w branży finansowej. Na przykład może być pomocny w określeniu, jak dobrze zachowuje się fundusz wspólnego inwestowania w porównaniu z jego   indeksem odniesienia, lub może być użyty do określenia, jak zachowuje się fundusz wspólnego inwestowania w stosunku do innego funduszu lub  klasy aktywów. Dodając niski lub ujemnie skorelowany fundusz wzajemny do istniejącego portfela, uzyskuje się korzyści z dywersyfikacji.