PoissonDistribution
表示均值为 μ 的泊松分布.
更多信息
- 当 时,Poisson 分布中整数值 的概率为 ,当 ,为零. »
- PoissonDistribution 允许 μ 为任意的正实数.
- PoissonDistribution 可以和 Mean、CDF 以及 RandomVariate 等函数一起使用. »
背景
- PoissonDistribution[μ] 表示一个离散统计分布,定义于 的整数值,由正实数 μ(分布的均值)确定. Poisson 分布的概率密度函数 (PDF) 是离散和单峰的. 有时被称为“经典泊松分布”以将其与更广义的 Poisson–Consul 分布 (PoissonConsulDistribution) 区分开,Poisson–Consul 分布则被称为“广义”泊松分布.
- 泊松分布的推导可追溯至1711年法国数学家 Abraham de Moivre 的研究. 然而,由于法国数学家 Siméon Poisson 于十九世纪三十年代后期将其用于模拟冤假错案,分布被命名为泊松分布. 传统上来说,泊松分布给出了在固定时间段给定次数的事件发生的可能性,假定事件发生的时间独立于上次事件发生的时间,同时,事件发生率是已知的. 因为用于导出分布的技术的原因,在模拟事件发生概率恒定不变但很小(比如,每年骑兵由于被马踢中而致死的人数)的大量的独立试验的情况时,泊松分布极为有用. 泊松分布已被用于模拟大量现代社会中的现象,包括因特网流量、收到电话的情况和体育比赛中的得分情况,是金融、生物、物理和通讯中非常重要的建模工具.
- RandomVariate 可用来给出一个或更多机器精度或任意精度(后者可通过设置 WorkingPrecision 选项获得)的泊松分布中的伪随机变数. Distributed[x,PoissonDistribution[μ]],更简洁的式子为 xPoissonDistribution[μ],可用来断定随机变量 x 服从泊松分布. 它也可以被用在诸如 Probability、NProbability、Expectation 和 NExpectation 这样的函数中.
- 通过使用 PDF[PoissonDistribution[μ],x] 和 CDF[PoissonDistribution[μ],x],可以得到泊松分布的概率密度和累积分布函数,但应注意分布的 CDF 没有解析表达式. 可以用 Mean、Median、Variance、Moment 和 CentralMoment 来分别计算均值、中位数、方差、原始矩和中心矩. 还可以用 DiscretePlot 来可视化这些量.
- 可以用 DistributionFitTest 来检测一个数据集是否符合泊松分布,根据给定数据,用 EstimatedDistribution 来估计泊松参数分布,而 FindDistributionParameters 则可用来将数据拟合成泊松分布. 用 ProbabilityPlot 指令可以产生给定数据的 CDF 与符号式泊松分布的 CDF 的比较图,QuantilePlot 则能绘制给定数据的分位数和符号式泊松分布的分位数的比较图.
- 可以用 TransformedDistribution 来表示转换过的泊松分布,用 CensoredDistribution 表示删失后位于上限和下限值之间的数据的分布,而 TruncatedDistribution 则表示截尾后位于上限和下限值之间的数据的分布. CopulaDistribution 可用来构建包含泊松分布的高维分布,ProductDistribution 可计算独立分量包括泊松分布的联合分布.
- PoissonDistribution 和许多其他统计分布有关. 它可以归为 PoissonConsulDistribution,因为 PoissonDistribution[μ] 的 PDF 和 PoissonConsulDistribution[μ,0] 的 PDF 完全一样. 而且,PoissonDistribution 是 BinomialDistribution 和 PolyaAeppliDistribution 的极限特例,因为当 n→∞ 时,BinomialDistribution[n,μ/n] 的 PDF 和 PoissonDistribution[μ] 的 PDF 完全一样,而当 p→0 时,PolyaAeppliDistribution[θ,p] 的 PDF 趋近于 PoissonDistribution[θ] 的 PDF. PoissonDistribution 还与 NegativeBinomialDistribution、GammaDistribution、GeometricDistribution、ExponentialDistribution、BorelTannerDistribution、BinomialDistribution、NegativeMultinomialDistribution 和 MultinomialDistribution 有关.
范例
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应用 (14)
PoissonDistribution 的 CDF 是一个右连续函数的例子:
某个城市平均每天意外的发生次数为 100. 以下对每天发生意外的情况进行模拟:
在 5 秒钟时间间隔内,雨滴落入桶中的期望数目为 20. 模拟在每 5 秒时间间隔内的雨滴数目:
每秒钟内,一个放射性物质平均发射 3.2 个 粒子;以下显示分布:
假设在胶合板上平均每 50 平方英尺出现一个缺陷. 模拟在每平方英尺的基础上,找到缺陷的过程:
对于一个面积为 7.54 cm 的镜子,没有瑕疵的概率为 0.9100. 使用相同的抛光工艺,装配另一个面积为 19.50 cm 的镜子. 假设这是一个泊松误差过程,求在较大的镜子上没有瑕疵的概率. 使用较小镜子的条件和误差分布 PoissonDistribution [λ area]:
在一本书中,印刷错误服从泊松过程的随机分布. 在 384 页 的情况下,有 158 个错误发生. 求每页错误的分布,其中分布具有形式 PoissonDistribution[λ p],这里 p 是页数:
在对药物不良反应的建模中,每 100000 人平均有 2 个人有不良反应. 假设有一个泊松分布,求不良反应的分布:
求当药物对 350000 人使用时,至少发生 5 起不良反应的概率:
在 秒内致电呼叫中心的查询通话数目 服从参数为 的泊松分布,其中 是每秒钟内查询通话的平均出现率. 假设平均出现率是每分钟 4 个查询. 求在 10 秒钟内出现多于 4 个查询的概率:
在一个多路器上, 秒内到达的数据包数目 服从参数为 的泊松分布,其中 是每秒钟数据包的平均到达率. 求在 秒内没有数据包到达的概率:
一个数据中心具有 10000 个磁盘驱动器. 假设在给定的一天内,磁盘出现故障的概率为 . 求在给定的一天中不出现故障的概率:
求可利用的空闲的磁盘驱动器的数目,以使得在一天中所有的故障被替换的概率为 99.9%:
一个 LCD 显示屏具有 1920×1080 的像素. 如果具有 15 或更少的故障像素,则该显示屏是可接受的. 一个像素在产生时出现故障的概率是 . 求可接受的显示屏的比例:
求生产 4000×2000 像素显示屏所要求的像素失败率,并且满足接受率至少为 90%:
一个交换机平均每分钟收到 100 个电话. 交换机的容量应该为多少,可以使得在每 60 分钟内它的饱和次数少于一次?
在一个光通信系统,传输的光在接受端产生电流. 电子数服从泊松分布和其他分布的参数混合,并且取决于光类型. 如果光源使用强度为 的相干激光,那么电子数分布是泊松分布:
如果光源使用热照明,那么泊松参数服从 ExponentialDistribution,其参数为 并且电子数目分布为:
属性和关系 (11)
PoissonDistribution 是 BinomialDistribution 当 时的一个极限情况:
PoissonConsulDistribution 简化为泊松分布:
泊松分布是 PolyaAeppliDistribution 的一个极限情况:
NegativeBinomialDistribution 是 PoissonDistribution 和 GammaDistribution 混合:
GeometricDistribution 是 PoissonDistribution 和 GammaDistribution 的混合:
泊松分布与 ExponentialDistribution 的参数混合服从 GeometricDistribution:
PoissonConsulDistribution 是 BorelTannerDistribution 和 PoissonDistribution 的参数混合:
当均值固定时,NegativeBinomialDistribution 在极限情况下是泊松分布:
对于较大的 μ,PoissonDistribution 可以用 NormalDistribution 近似:
可能存在的问题 (2)
文本
Wolfram Research (2007),PoissonDistribution,Wolfram 语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/PoissonDistribution.html.
CMS
Wolfram 语言. 2007. "PoissonDistribution." Wolfram 语言与系统参考资料中心. Wolfram Research. https://reference.wolfram.com/language/ref/PoissonDistribution.html.
APA
Wolfram 语言. (2007). PoissonDistribution. Wolfram 语言与系统参考资料中心. 追溯自 https://reference.wolfram.com/language/ref/PoissonDistribution.html 年