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第20讲 在抛硬币或天体观测时观察到的正态分布(第3页)

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那么,只要确定μ和σ,就能决定一个一般的正态分布。

尤其是标准正态分布,它对应μ=0、σ=1。

用σ=2、μ=3来举例说明上述内容,则如图表20-3所示。

图表20-3一般的正态分布

上方部分为标准正态分布的分布图,顶点在x=0的位置,扩大宽度为1。

下方左侧的图像为,将该标准正态分布向左右两侧扩大2倍之后得到的图像。

此时,函数图像的倾斜度稍微平缓了一些。

为了保证总面积为1,其对应的x位置的高度同样需要变为12。

通过这个操作,可以得出标准偏差σ=2的正态分布(平均值μ保持为0不变)。

下方右侧的图为,将该图像向右平行移动+3后得到的图像。

那么顶点自然变为了x=3所对应的位置。

通过这个操作,可以得出平均值μ=3的正态分布。

按照这样的方式,可以得到μ=3、σ=2的正态分布的概率分布图。

综上,可以得出以下结论:

一般正态分布的性质

?只要赋予平均值μ和标准偏差σ,就能确定一个正态分布。

?μ的含义为分布的平均值。

表示为图表的顶点位置,因此也是挑担人偶的平衡支点。

?σ表示分布的标准偏差。

即表示图表左右扩大多少,其含义是分布的“扩大”

“分布”

?标准正态分布是指μ=0、σ=1的情况。

平均值μ、标准偏差σ的正态分布的分布图,是在不改变标准正态分布的分布图面积的情况下,左右延长σ倍,y方向延长1σ倍,并且只在x方向上平行移动μ。

20-4将一般正态分布概率转换为标准正态分布形式

若已知标准正态分布的概率,就能很容易地计算出一般正态分布的概率。

下面我们来进行实际操作:例如,在μ=3、σ=2的正态分布中,计算在1≤x≤5的范围中观察到x的概率。

正如刚才的解说,标准正态分布(μ=0、σ=1的正态分布)的图像,是左右扩大2倍,同时横向平行移动+3后得到的。

因此,如果把它调转过来,即横向平行移动-3,同时左右缩小12,就能恢复到标准正态分布的状态。

也就是说,把变量x变形为z=(x-3)2,变量z就会成为遵循标准正态分布的变量。

于是可以得到:

1≤x≤5

→1-3≤x-3≤5-3

→-2≤x-3≤2

→-22≤(x-3)2≤22

从这个变形中,又可以得到:

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