一、泊松分布
日常生活中,大量事件是有固定頻率的。
它們的特點就是,我們可以預估這些事件的總數,但是沒法知道具體的發生時間。已知平均每小時出生3個嬰兒,請問下一個小時,會出生幾個?
有可能一下子出生6個,也有可能一個都不出生。這是我們沒法知道的。
泊松分布就是描述某段時間内,事件具體的發生概率。
上面就是泊松分布的公式。等号的左邊,P 表示概率,N表示某種函數關系,t 表示時間,n 表示數量,1小時内出生3個嬰兒的概率,就表示為 P(N(1) = 3) 。等号的右邊,λ 表示事件的頻率。
接下來兩個小時,一個嬰兒都不出生的概率是0.25%,基本不可能發生。
接下來一個小時,至少出生兩個嬰兒的概率是80%。
泊松分布的圖形大概是下面的樣子。
可以看到,在頻率附近,事件的發生概率最高,然後向兩邊對稱下降,即變得越大和越小都不太可能。每小時出生3個嬰兒,這是最可能的結果,出生得越多或越少,就越不可能。
二、指數分布
指數分布是事件的時間間隔的概率。下面這些都屬于指數分布。
指數分布的公式可以從泊松分布推斷出來。如果下一個嬰兒要間隔時間 t ,就等同于 t 之内沒有任何嬰兒出生。
反過來,事件在時間 t 之内發生的概率,就是1減去上面的值。
接下來15分鐘,會有嬰兒出生的概率是52.76%。
接下來的15分鐘到30分鐘,會有嬰兒出生的概率是24.92%。
指數分布的圖形大概是下面的樣子。
可以看到,随着間隔時間變長,事件的發生概率急劇下降,呈指數式衰減。想一想,如果每小時平均出生3個嬰兒,上面已經算過了,下一個嬰兒間隔2小時才出生的概率是0.25%,那麼間隔3小時、間隔4小時的概率,是不是更接近于0?
三、總結
一句話總結:泊松分布是單位時間内獨立事件發生次數的概率分布,指數分布是獨立事件的時間間隔的概率分布。
請注意是"獨立事件",泊松分布和指數分布的前提是,事件之間不能有關聯,否則就不能運用上面的公式。
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