普通正态分布如何转换到标准正态分布中_正态分布化成标准正态的公式(中华人民共和国通用的现代标准汉语)
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1.普通正態分布轉換標準正態分布公式
我們知道正態分布是由兩個參數 μ \mu μ與 σ \sigma σ確定的。對于任意一個服從 N ( μ , σ 2 ) N(\mu, \sigma^2) N(μ,σ2)分布的隨機變量 X X X,經過下面的變換以后都可以轉化為 μ = 0 , σ = 1 \mu=0, \sigma=1 μ=0,σ=1的標準正態分布(standard normal distribution)。轉換公式為:
z = X ? μ σ z = \frac{X-\mu}{\sigma} z=σX?μ?
2.證明
概率統計的教科書上一般直接給出這個結論,并沒有給出相應的證明。下面我們來看看這個結論的推理過程。由于犯懶懶得編輯公式,直接貼截圖,證明過程來自參考文獻1。
3.幾個應用的例子
3.1 假設公共汽車門的高度按成年男性碰頭機會小于1%來設計。又假設成年男性的身高服從正態分布 X ~ N ( 170 , 6 2 ) X \sim N(170, 6^2) X~N(170,62),求問車門的高度 h h h為多少?
假設身高這一隨機變量為 X X X,那么要求的問題為:
P ( x > h ) = 0.01 P(x > h) = 0.01 P(x>h)=0.01
即
1 ? P ( x ≤ h ) = 0.01 1 – P(x \le h) = 0.01 1?P(x≤h)=0.01
P ( x ≤ h ) = 0.99 P(x \le h) = 0.99 P(x≤h)=0.99
因為 X ~ N ( 170 , 6 2 ) X \sim N(170, 6^2) X~N(170,62), 所以 h ? 170 6 ~ N ( 0 , 1 ) \frac{h – 170}{6} \sim N(0, 1) 6h?170?~N(0,1)。
通過查標準正態分布表可知, P ( z ≤ 2.33 ) = 0.99 P(z \le 2.33) = 0.99 P(z≤2.33)=0.99
因此h = 170 + 6 * 2.33 = 183.98cm
3.2 現在有一個 μ = 10 \mu = 10 μ=10和 σ = 2 \sigma = 2 σ=2的正態隨機變量,求x在10與14之間的概率是多少?
當x=10時,z = 0。當x=14時,z = (14-10)/2 = 2。于是,x在10與14之間的概率等價于標準正態分布中0與2之間的概率。
P ( 0 ≤ z ≤ 2 ) = P ( z ≤ 2 ) ? P ( z ≤ 0 ) = 0.4772 P(0 \le z \le 2) = P(z \le 2) – P(z \le 0) = 0.4772 P(0≤z≤2)=P(z≤2)?P(z≤0)=0.4772
參考文獻:
1.https://www.zhihu.com/question/30121927
總結
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