关注公众号

关注公众号

手机扫码查看

手机查看

喜欢作者

打赏方式

微信支付微信支付
支付宝支付支付宝支付
×

正态分布的分布曲线

2022.5.20

图形特征

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%。

关于μ对称,并在μ处取最大值,在正(负)无穷远处取值为0,在μ±σ处有拐点,形状呈现中间高两边低,正态分布的概率密度函数曲线呈钟形,因此人们又经常称之为钟形曲线。

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。

σ描述正态分布资料数据分布的离散程度,σ越大,数据分布越分散,σ越小,数据分布越集中。也称为是正态分布的形状参数,σ越大,曲线越扁平,反之,σ越小,曲线越瘦高。

面积分布

正态函数的不定积分是一个非初等函数,称为误差函数。

实际上误差函数的导数是:

将正态函数换元,误差函数和“正态函数的积分”的关系是:

1、实际工作中,正态曲线下横轴上一定区间的面积(误差函数上下限之差)反映该区间的例数占总例数的百分比,或变量值落在该区间的概率(概率分布)。

2、正态曲线下,要取到50%概率,横轴半区间长度为0.67448975σ(该值无法用初等方法求解,是由迭代法取得的近似值。)

横轴区间(μ-σ,μ+σ)内的面积为68.268949%。

横轴区间(μ-2σ,μ+2σ)内的面积为95.449974%。

横轴区间(μ-3σ,μ+3σ)内的面积为99.730020%。

“小概率事件”和假设检验的基本思想: “小概率事件”通常指发生的概率小于5%的事件,认为在一次试验中该事件是几乎不可能发生的。由此可见X落在(μ-3σ,μ+3σ)以外的概率小于千分之三,在实际问题中常认为相应的事件不会发生,基本上可以把区间(μ-3σ,μ+3σ)看作是随机变量X实际可能的取值区间,这称之为正态分布的“3σ”原则。而对于产量更大,试验次数更多的大规模流水线产品,要达到“万无一失”(99.99%)就要取到4σ(99.9936%),而要达到更高的水平,则需要取5σ~6σ长度的半区间,此时误差大约是0.6ppm~0.002ppm,这是工业生产中提出的“六西格玛(6σ)”原则(管理学书籍中提及的六西格玛原则的要求是3.4ppm,这个概率值所对的分布大约在半区间长度4.5σ,这是考虑到系统误差造成的均值偏移μ=1.5σ的情况)。


推荐
关闭