正态分布概率密度函数

时间:2025-02-14 08:26:04 单机游戏

正态分布的概率密度函数是一种描述连续型随机变量的概率分布,其表达式为:

\[ f(x) = \frac{1}{\sqrt{2\pi}\sigma} e^{-\frac{(x-\mu)^2}{2\sigma^2}} \]

其中:

\( \mu \) 是分布的均值,也称为期望值;

\( \sigma \) 是标准差;

\( e \) 是自然对数的底数,约等于 2.71828;

\( \pi \) 是圆周率,约等于 3.14159。

当 \( \mu = 0 \) 且 \( \sigma = 1 \) 时,该正态分布称为标准正态分布,其概率密度函数为:

\[ f(x) = \frac{1}{\sqrt{2\pi}} e^{-\frac{x^2}{2}} \]

标准正态分布是关于 \( x = 0 \) 对称的,并且在 \( x = 0 \) 处取得最大值。此外,标准正态分布有两个拐点,分别是 \( x = +1 \) 和 \( x = -1 \)。

正态分布的概率覆盖范围遵循 68-95-99.7 规则,也称为 3-sigma 规则。这意味着在距离均值一个标准差范围内的取值概率约为 68%,在两个标准差范围内的概率约为 95%,在三个标准差范围内的概率约为 99.7%。

通过将原始随机变量 \( X \) 转换为标准正态分布变量 \( Z \),其中 \( Z = \frac{X - \mu}{\sigma} \),可以方便地计算标准正态分布下的概率。