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正态分布概率密度函数

正态分布概率密度函数(正态分布的概率密度函数是怎么得来的)

admin admin 发表于2022-12-21 07:54:04 浏览47 评论0

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正态分布的概率密度函数是怎么得来的


正态分布(Normal distribution),也称“常态分布”,又名高斯分布(Gaussian distribution),最早由A.棣莫弗在求二项分布的渐近公式中得到。C.F.高斯在研究测量误差时从另一个角度导出了它。P.S.拉普拉斯和高斯研究了它的性质。 是一个在数学、物理及工程等领域都非常重要的概率分布,在统计学的许多方面有着重大的影响力。
正态曲线呈钟型,两头低,中间高,左右对称因其曲线呈钟形,因此人们又经常称之为钟形曲线。
若随机变量X服从一个数学期望为μ、方差为σ^2的正态分布,记为N(μ,σ^2)。其概率密度函数为正态分布的期望值μ决定了其位置,其标准差σ决定了分布的幅度。当μ = 0,σ = 1时的正态分布是标准正态分布。
正态分布概念是由德国的数学家和天文学家Moivre于1733年首次提出的,但由于德国数学家Gauss率先将其应用于天文学家研究,故正态分布又叫高斯分布,高斯这项工作对后世的影响极大,他使正态分布同时有了“高斯分布”的名称,后世之所以多将最小二乘法的发明权归之于他,也是出于这一工作。但现今德国10马克的印有高斯头像的钞票,其上还印有正态分布的密度曲线。这传达了一种想法:在高斯的一切科学贡献中,其对人类文明影响最大者,就是这一项。在高斯刚作出这个发现之初,也许人们还只能从其理论的简化上来评价其优越性,其全部影响还不能充分看出来。这要到20世纪正态小样本理论充分发展起来以后。拉普拉斯很快得知高斯的工作,并马上将其与他发现的中心极限定理联系起来,为此,他在即将发表的一篇文章(发表于1810年)上加上了一点补充,指出如若误差可看成许多量的叠加,根据他的中心极限定理,误差理应有高斯分布。这是历史上第一次提到所谓“元误差学说”——误差是由大量的、由种种原因产生的元误差叠加而成。后来到1837年,海根(G.Hagen)在一篇论文中正式提出了这个学说。
其实,他提出的形式有相当大的局限性:海根把误差设想成个数很多的、独立同分布的“元误差” 之和,每只取两值,其概率都是1/2,由此出发,按狄莫佛的中心极限定理,立即就得出误差(近似地)服从正态分布。拉普拉斯所指出的这一点有重大的意义,在于他给误差的正态理论一个更自然合理、更令人信服的解释。因为,高斯的说法有一点循环论证的气味:由于算术平均是优良的,推出误差必须服从正态分布;反过来,由后一结论又推出算术平均及最小二乘估计的优良性,故必须认定这二者之一(算术平均的优良性,误差的正态性) 为出发点。但算术平均到底并没有自行成立的理由,以它作为理论中一个预设的出发点,终觉有其不足之处。拉普拉斯的理论把这断裂的一环连接起来,使之成为一个和谐的整体,实有着极重大的意义。

正态分布概率密度函数公式是什么


这是标准正态分布密度函数(如图):

如果是计算概率,那就要用分布函数,但是它的分布函数是不能写成正常的解析式的。一般的计算方法就是,将标准正态分布函数的分布函数在各点的值计算出来制成表,实际计算时通过查表找概率。非标准正态分布函数可以转换成标准正态分布再算。

简介

μ维随机向量具有类似的概率规律时,称此随机向量遵从多维正态分布。多元正态分布有很好的性质,例如,多元正态分布的边缘分布仍为正态分布,它经任何线性变换得到的随机向量仍为多维正态分布,特别它的线性组合为一元正态分布。

本词条的正态分布是一维正态分布,此外多维正态分布参见“二维正态分布”。


正态分布的概率密度是什么


正态分布的概率密度是:f(x)=exp{-(x-μ)²/2σ²}/[√(2π)σ]。计算时,先算出平均值和标准差μ、σ,代入正态分布密度函数表达式,给定x值,即可算出f值。

正态分布的概率密度定义域:

横轴区间(μ-σ,μ+σ)内的密度概率为68.268949%。

横轴区间(μ-1.96σ,μ+1.96σ)内的密度概率为95.449974%。

横轴区间(μ-2.58σ,μ+2.58σ)内的密度概率为99.730020%。

正态分布中一些值得注意的量:

密度函数关于平均值对称。

平均值是它的众数(statistical mode)以及中位数(median)。

函数曲线下68.268949%的面积在平均值左右的一个标准差范围内。

95.449974%的面积在平均值左右两个标准差2σ的范围内。

99.730020%的面积在平均值左右三个标准差3σ的范围内。

99.993666%的面积在平均值左右四个标准差4σ的范围内。

反曲点(inflection point)在离平均值的距离为标准差之处。


正态分布概率密度是多少


正态分布概率密度是:

1、横轴区间(μ-σ,μ+σ)内的密度概率为68.268949%。

2、横轴区间(μ-1.96σ,μ+1.96σ)内的密度概率为95.449974%。

3、横轴区间(μ-2.58σ,μ+2.58σ)内的密度概率为99.730020%。

正态分布密度函数公式:

f(x)=exp{-(x-μ)²/2σ²}/[√(2π)σ]。

正态曲线呈钟型,两头低,中间高,左右对称因其曲线呈钟形,因此人们又经常称之为钟形曲线。

若随机变量X服从一个数学期望为μ、方差为σ^2的正态分布,记为N(μ,σ^2)。其概率密度函数为正态分布的期望值μ决定了其位置,其标准差σ决定了分布的幅度。当μ=0,σ=1时的正态分布是标准正态分布。


正态分布密度函数是什么


这是标准正态分布密度函数:

如果是计算概率,那就要用分布函数,但是它的分布函数是不能写成正常的解析式的。一般的计算方法就是,将标准正态分布函数的分布函数在各点的值计算出来制成表,实际计算时通过查表找概率。非标准正态分布函数可以转换成标准正态分布再算。

参数含义:

正态分布有两个参数,即期望(均数)μ和标准差σ,σ2为方差。

正态分布具有两个参数μ和σ^2的连续型随机变量的分布,第一参数μ是服从正态分布的随机变量的均值,第二个参数σ^2是此随机变量的方差,所以正态分布记作N(μ,σ2)。

μ是正态分布的位置参数,描述正态分布的集中趋势位置。概率规律为取与μ邻近的值的概率大,而取离μ越远的值的概率越小。正态分布以X=μ为对称轴,左右完全对称。正态分布的期望、均数、中位数、众数相同,均等于μ。


标准正态分布密度函数是什么


标准正态分布密度函数:f(x)=(1/√2π)exp(-x^2/2)。而其中exp(-x^2/2)为e的-x^2/2次方,其定义域为(-∞,+∞),从概率密度表达式可以看出,f(x)是偶函数,即f(x)的图像关于y轴对称。

Φ(x)定义为服从标准正态分布的随机变量X的分布函数,其值为对f(x)关于x积分,从-∞积到x。从f(x)图像上看,Φ(x)的值相当于f(x)曲线一下,x轴曲线以上,区域为(-∞,x)这段的面积。由于f(x)为偶函数,且有分布函数性质Φ(+∞)=1,可以求出Φ(0)=0.5。

正态分布概率密度函数特性

集中性:正态曲线的高峰位于正中央,即均数所在的位置。 

对称性:正态曲线以均数为中心,左右对称,曲线两端永远不与横轴相交。 

均匀变动性:正态曲线由均数所在处开始,分别向左右两侧逐渐均匀下降。 曲线与横轴间的面积总等于1,相当于概率密度函数的函数从正无穷到负无穷积分的概率为1。即频率的总和为100%。


正态分布的概率密度函数


正态分布是数理统计中一种最基本、最重要的概率分布。这是因为:第一,经验证明客观世界里的确有一些现象,例如随机变量的误差,岩石与矿石中某些元素的含量等,是遵循正态分布规律的;第二,即使统计总体不服从正态分布,但它的样本的一些特征数,如平均数、方差是符合正态分布的。

正态分布的概率密度函数(或称频率分布密度函数)为

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式中:x——从此分布中抽出的随机样本值;

e——自然对数的底,e=2.71828…;

μ——曲线最高点对应的横坐标,叫正态分布变量的均值;

σ——正态分布的标准差。

均值μ与标准差σ是正态分布的两个数字特征,有了μ与σ,曲线的形态就完全确定了。σ值愈大,曲线愈平缓,数据愈分散;σ愈小,曲线愈陡峭,数据愈集中。图8-5和图8-6分别是不同μ与σ值时正态概率密度曲线。通常正态分布记为N(μ,σ2)。

图8-5 正态分布随参数μ的变化曲线

图8-6 正态分布随参数σ的变化曲线


正态分布的概率密度函数是多少


正态分布密度函数是:f(x)=exp{-(x-μ)²/2σ²}/[√(2π)σ]。

在数学中,连续型随机变量的概率密度函数(在不至于混淆时可以简称为密度函数)是一个描述这个随机变量的输出值,在某个确定的取值点附近的可能性的函数。而随机变量的取值落在某个区域之内的概率则为概率密度函数在这个区域上的积分。

正态分布

正态分布(Normal distribution),也称“常态分布”,又名高斯分布(Gaussian distribution),最早由棣莫弗(Abraham de Moivre)在求二项分布的渐近公式中得到。C.F.高斯在研究测量误差时从另一个角度导出了它。

P.S.拉普拉斯和高斯研究了它的性质。是一个在数学、物理及工程等领域都非常重要的概率分布,在统计学的许多方面有着重大的影响力。正态曲线呈钟型,两头低,中间高,左右对称因其曲线呈钟形,因此人们又经常称之为钟形曲线。

若随机变量X服从一个数学期望为μ、方差为σ2的正态分布,记为N(μ,σ2)。其概率密度函数为正态分布的期望值μ决定了其位置,其标准差σ决定了分布的幅度。当μ = 0,σ = 1时的正态分布是标准正态分布。

以上内容参考:百度百科——正态分布


正态分布概率密度是什么


正态分布密度函数公式:f(x)=exp{-(x-μ)²/2σ²}/[√(2π)σ]。计算时,先算出平均值和标准差μ、σ,代入正态分布密度函数表达式,给定x值,即可算出f值。

正态曲线呈钟型,两头低,中间高,左右对称因其曲线呈钟形,因此人们又经常称之为钟形曲线。由于一般的正态总体其图像不一定关于y轴对称,对于任一正态总体,其取值小于x的概率。只要会用它求正态总体在某个特定区间的概率即可。

若随机变量X服从一个数学期望为μ、方差为σ2的正态分布,记为N(μ,σ2)。其概率密度函数为正态分布的期望值μ决定了其位置,其标准差σ决定了分布的幅度。当μ = 0,σ = 1时的正态分布是标准正态分布。

一般正态分布与标准正态分布的区别与联系

正态分布也叫常态分布,是连续随机变量概率分布的一种,自然界、人类社会、心理和教育中大量现象均按正态形式分布,例如能力的高低,学生成绩的好坏等都属于正态分布。

它随随机变量的平均数、标准差的大小与单位不同而有不同的分布形态。标准正态分布是正态分布的一种,其平均数和标准差都是固定的,平均数为0,标准差为1。