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正态分布有哪些類型

生活 更新时间:2024-07-26 21:15:28

正态分布有哪些類型(什麼是正态分布)1

什麼是正态分布?正态分布(Normal Distribution),也被稱為高斯分布,代表着概率的分布情況,是統計學中的一個重要概念。

在科學理論不甚發達的過去,早期科學家們往往先從觀察事物現象開始,發現、記錄并試圖歸納、總結,最後抽象出背後的規律。

當一組觀察數據或樣本涉及到“平均”和“偏差”時,它們出現的頻率往往會被描繪成下面這條曲線:

正态分布有哪些類型(什麼是正态分布)2

圖自百度百科

圖中橫軸代表着樣本數值,縱軸則是某一樣本數值對應的出現概率,其中這條曲線即正态分布曲線。

觀察這個圖形,正态曲線呈現出“鐘”形,以 x=μ (均數所在的位置)為中心左右對稱。曲線與橫軸無窮接近,合成的面積為 1,代表所有樣本出現的概率之和為 100%。

以數學的語言描繪這條曲線,

公式中包含兩個參數,期望(均數)μ 和标準差 σ。

我們也常用更簡化的形式描述什麼是正态分布:N(μ,σ^2);μ 代表着分布的集中趨勢,橫軸上離 μ 越接近的值,出現的概率越大; σ^2 (方差)代表數據分布的離散程度,σ 越大,數據分布越分散,曲線越“矮胖”。

事實上,很多變量(包括生成制造、科學實驗、一部分自然界現象)的分布都接近正态分布,比如一群人的身高或腳的大小,我每天上班所需要的時間,一個班級裡所有學生的語文成績。

之所以會出現這種規律,是由于上述樣本基于大量随機變量上重複“實驗”,就像我每天都上班 = 重複(唉),而地鐵有沒有擠到兩趟都上不去、我有沒有因為玩手機而坐過站、步行的兩個路口遇到了紅燈還是綠燈等這些變量 = 随機。

其背後的理論支撐叫做中心極限定理(對數學史感興趣的朋友可以點擊n重伯努利試驗進一步了解)。

了解了什麼是正态分布,對我們有什麼用呢?

你可以試着找到現實生活中類似“上班時長”的重複随機事件,記錄不同的情況出現的次數,統計頻率并描繪成圖(Excel 就可以輕松實現),檢查下它的形狀,是否接近正态分布。

當你積累足夠多的數據,出現某種“神秘”的規律特征後,未發生的事件會大概率落在一個可信的區間内。

相信讀到這裡,你已經大緻了解了什麼是正态分布,并可以在生活中發現它的存在,并利用它來“預測未來”。

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