7.2.5 正态分布曲线

更新于 2026年10月10日 版权声明
7.2.5 正态分布曲线

正态分布曲线[1](Normal Distribution Curve)反映了随机变量的分布规律。理论上的正态分布曲线是一条中间高、两端逐渐下降且完全对称的钟形曲线,如图7.10所示。在现实生活中,正态分布的现象很多,如学生考试成绩,大多数人总成绩居于钟形曲线的中间位置(分值居中),少数人总成绩居于钟形曲线的右边位置(分值较高),少数人总成绩居于钟形曲线的左边位置(分值较低);又如吃饭速度,少数人吃饭很快,大多数人吃饭速度一般,少数人吃饭速度很慢。

图示

图7.10 正态分布曲线图(均值)

正态分布是高中时的数学知识,数学上对正态分布的定义[2] 为:正态分布是一种概率分布,正态分布是具有两个参数μ和σ2的连续型随机变量的分布,第一个参数μ是遵从正态分布的随机变量的均值,第二个参数σ2是此随机变量的标准差。

μ读作miu(发音:谬),是正态分布的位置参数,描述正态分布的集中趋势位置。概率规律为:取与μ越近的值的概率越大,而取离μ越远的值的概率越小。正态分布以x=μ为对称轴,左右完全对称。正态分布的期望、均数、中位数、众数相同,均等于μ。

σ读作sigma(发音:西格玛),描述正态分布中数据分布的离散程度,σ越大,数据分布越分散;σ越小,数据分布越集中。σ也称为正态分布的形状参数,σ越大,曲线越扁平;反之,σ越小,曲线越瘦高。

正态分布数学公式为

图示

式(7.1)的exp为自然常数e[3],在numpy库里可以用np.e表示。(https://www.daowen.com)

利用matplotlib绘制式(7.1)的正态分布曲线,其代码如下:

代码文件:7_2_5_Normal.py

图示

图示

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执行上述代码,绘制的正态分布曲线如图7.10所示。

说明

在实际样本数据统计情况下,事先需要计算出μ、σ的值,再求正态分布曲线。本案例直接给定了μ=50,σ=12,样本数为0到100,求其在68.26%、95.45%、99.73%三个概率区间的分布情况。

在实际情况下,往往通过数据库或数据文件提供样本数据。

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