可汗学院统计学(二)

6. 泊松分布

考虑这样一个问题:一个小时内经过某路口的车辆数的概率。由于车辆经过一个路口是一瞬间的事,因此,可以把这个问题看成:在n个瞬时中,有k个瞬时有车经过路口的概率。设车经过路口的概率为p,则这个问题是一个n趋近于无穷大时的二项分布问题。

假设已知泊松分布的期望为 λ \lambda 。则 E ( X ) = λ = n p , p = λ n E(X)=\lambda=n p, \quad p=\frac{\lambda}{n}
计算过程为:
P ( x = k ) = lim n ( n k ) ( λ n ) k ( 1 λ n ) n k = lim n n ! k ! ( n k ) ! ( λ n ) k ( 1 λ n ) n k = lim n n ( n 1 ) ( n k + 1 ) n k λ k k ! ( 1 λ n ) n ( 1 λ n ) k = lim n 1 λ k k ! e λ 1 = λ k k ! e λ \begin{aligned} P(\mathrm{x}&=\mathrm{k} ) \\ &=\lim _{n \rightarrow \infty}\left(\begin{array}{c}{n} \\ {k}\end{array}\right) \cdot\left(\frac{\lambda}{n}\right)^{k} \cdot\left(1-\frac{\lambda}{n}\right)^{n-k} \\ &=\lim _{n \rightarrow \infty} \frac{n !}{k !(n-k) !} \cdot\left(\frac{\lambda}{n}\right)^{k} \cdot\left(1-\frac{\lambda}{n}\right)^{n-k} \\ &=\lim _{n \rightarrow \infty} \frac{n \cdot(n-1) \cdots \cdot(n-k+1)}{n^{k}} \cdot \frac{\lambda^{k}}{k !} \cdot\left(1-\frac{\lambda}{n}\right)^{n} \cdot\left(1-\frac{\lambda}{n}\right)^{-k} \\ &=\lim _{n \rightarrow \infty} 1 \cdot \frac{\lambda^{k}}{k !} \cdot e^{-\lambda} \cdot 1 \\ &=\frac{\lambda^{k}}{k !} \cdot e^{-\lambda} \end{aligned}

7. 正态分布

正态分布的概率密度函数: p ( x ) = 1 σ 2 π e 1 2 ( x μ σ ) 2 p(x)=\frac{1}{\sigma \sqrt{2 \pi}} e^{-\frac{1}{2}\left(\frac{x-\mu}{\sigma}\right)^{2}}
Standard Z score: x μ σ \frac{x-\mu}{\sigma}
表示数据离均值的距离是几个标准差。
正态分布可以通过二项分布近似很好地得到。
累计分布函数CDF: C D F ( x ) = x p ( x ) d x C D F(x)=\int_{-\infty}^{x} p(x) d x

最佳打比赛,后续补充。

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