正态分布密度曲线是统计学中描述随机变量分布的钟形曲线,以其对称性及中间高、两端渐降的特征著称。该曲线由均值μ决定中心位置,标准差σ控制分布宽度,当μ=0、σ
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=1时称为标准正态分布
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。
其数学表达式包含μ和σ
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两个参数:μ表征数据集中趋势,σ反映离散程度
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。曲线横轴区间(μ-σ, μ+σ)、(μ-1.96σ, μ+1.96σ)及(μ-2.58σ, μ+2.58σ)分别覆盖约68.3%、95.5%和99.7%的面积,称为"68-95-99.7法则"。图形具有集中性、对称性和均匀变动性。
该分布最早由数学家A.棣莫弗在18世纪研究二项分布渐近公式时提出,C.F.高斯在研究测量误差时独立推导出相同形式,后经P.S.拉普拉斯与高斯系统完善理论
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。其数学性质成为中心极限定理的核心基础。
正态分布曲线一种
概率
分布。正态分布是具有两个参数μ和σ^2的
连续型随机变量
的分布,第一参数μ是遵从正态分布的随机变量的均值,第二个参数σ2是此
随机变量
的方差,所以正态分布记作N(μ,σ^2)。
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遵从正态分布的随机变量的概率规律为取μ邻近的值的概率大,而取离μ越远的值的概率越小;σ越小,分布越集中在μ附近,σ越大,分布越分散。正态分布的
密度函数
的特点是:关于μ对称,在μ处达到最大值,在正(负)无穷远处取值为0,在μ±σ处有拐点。它的形状是中间高两边低,图像是一条位于x轴上方的钟形曲线。当μ=0,σ^2=1时,称为标准正态分布,记为N(0,1)。μ维随机向量具有类似的概率规律时,称此随机向量遵从多维正态分布。
多元正态分布
有很好的性质,例如,多元正态分布的边缘分布仍为正态分布,它经任何线性变换得到的随机向量仍为多维正态分布,特别它的线性组合为一元正态分布。
[1] 王中华. 渐渐走红的正态分布题型解析[J]. 数学通讯, 2010(Z2):80-81.
[2] 徐传胜, 张梅东. 正态分布两发现过程的数学文化比较[J]. 纯粹数学与应用数学, 2007, 23(1):137-144.
[3] 张乐成, 景宇. 用统计试验法计算连续型随机变量分布函数及计算机程序[J]. 中国卫生统计, 2011, 28(2):202-202.
[4] 人民教育出版社 课程教材研究所 中学数学课程教材研究开发中心.普通高中教科书 数学 选择性必修 第三册.人民教育出版社,2019年:第84页
[5] 王尚志,保继光.普通高中教科书 数学 选择性必修 第一册.北京师范大学出版社,2019年:第215页