POISSON分布
POISSON分布
医学研究中, 单位容积中大肠杆菌数 粉尘在单位容积的数目 放射性物质在单位时间内放射质点数 一定人群中患病率较低的非传染性疾病患 病数(或死亡数)的分布。
H0:不会增长,即λ=3 溶液中细菌数服从Poisson分布
P=P(X≥5)=1-P(X=0)-…-P(X=4)
=0.1847
所以……
例 已知接种某疫苗时,一般严重反应率为1‰,现用 一批该种疫苗接种150人,有2人发生严重反应,问该 批疫苗的严重反应率是否高于一般。
H0: λ=λ0=0.001×150=0.15 H1: λ>0.15 α=0.05 p(x≥2)=1-p(x=0)-p(x=1)=0.0102<α 所以拒绝H0
(2)正态近似法 x>50
例 用计数器测得某放射性物质半小时内发出 的脉冲数为360个,试估计该放射性物质每 30分钟平均脉冲数的95%可信区间。
(3)直接计算概率法
1
22x,/2,1
2 2x2,1/2
2
2
特别地 X=0时
0,
1
2 2x2,1/2
2
2
2 x,
/2
是自由度为2x的左侧累计概率为α/2的χ2
多为1
4 事件数的可信区间
在Poisson分布中,总体均数λ的可信区间
(1)查表法 x≤100 附表 例 将一个面积为100cm2的培养皿置于某病室中,
泊松分布
0
1 2 3 4 合计
27.90
42.50 32.37 16.44 6.26
26
40 38 17 7
0.1294
0.1474 0.9775 0.0191 0.0872 1.3606
自由度=组数-1-1=5-2=3
一个放射性物体5分钟测得脉冲数为200次, 这两种物体混合后估计5分钟脉冲数的总体 平均数及标准差是多少?
140+200=340
340 18.44
二、泊松分布的图形
泊松分布的特征只决定于平均数 ,不同的参数对应
不同的Poisson分布,即的大小决定了Poisson分布 的图形特征
x1 ( 38 29 36) / 3 34.33 x 2 ( 25 18) / 2 21.50 u 34.33 21.50 2.732 34.33 / 3 21.50 / 2
u
X1 X 2 X1 X 2 n1 n2
P<0.01,拒绝H0接受H1
用泊松分布对聚集性的研究
例
在室内不同位置放置6个平皿,隔一定时间后进行培
养,得葡萄球菌落数分别为21,26,22,18,19, 32,问细菌在室内不同位置的分布是否随机?
x 23
5.91 6 1 5
2 2 0 .05(5) 11.07 2 2 0 .05(5) , p 0.05
泊松分布资料的差异显著性检验
(三)泊松分布资料的差异显著性检验
1. 样本均数与总体均数比较: 直接计算概率法 例 8-10
例8-11
泊松分布的概念及表和查表方法
目录1命名原因2分布特点3关系4应用场景5应用示例6推导7形式与性质命名原因泊松分布实例泊松分布(Poisson distribution),台译卜瓦松分布(法语:loi de Poisson,英语:Poisson distribution,译名有泊松分布、普阿松分布、卜瓦松分布、布瓦松分布、布阿松分布、波以松分布、卜氏分配等),是一种统计与概率学里常见到的离散机率分布(discrete probability distribution)。
泊松分布是以18~19 世纪的法国数学家西莫恩·德尼·泊松(Siméon-Denis Poisson)命名的,他在1838年时发表。
这个分布在更早些时候由贝努里家族的一个人描述过。
分布特点泊松分布的概率函数为:泊松分布的参数λ是单位时间(或单位面积)内随机事件的平均发生次数。
泊松分布适合于描述单位时间内随机事件发生的次数。
泊松分布的期望和方差均为特征函数为关系泊松分布与二项分布泊松分布当二项分布的n很大而p很小时,泊松分布可作为二项分布的近似,其中λ为np。
通常当n≧20,p≦时,就可以用泊松公式近似得计算。
事实上,泊松分布正是由二项分布推导而来的,具体推导过程参见本词条相关部分。
应用场景在实际事例中,当一个随机事件,例如某电话交换台收到的呼叫、来到某公共汽车站的乘客、某放射性物质发射出的粒子、显微镜下某区域中的白血球等等,以固定的平均瞬时速率λ(或称密度)随机且独立地出现时,那么这个事件在单位时间(面积或体积)内出现的次数或个数就近似地服从泊松分布P(λ)。
因此,泊松分布在管理科学、运筹学以及自然科学的某些问题中都占有重要的地位(在早期学界认为人类行为是服从泊松分布,2005年在nature上发表的文章揭示了人类行为具有高度非均匀性)。
应用示例泊松分布适合于描述单位时间(或空间)内随机事件发生的次数。
如某一服务设施在一定时间内到达的人数,电话交换机接到呼叫的次数,汽车站台的候客人数,机器出现的故障数,自然灾害发生的次数,一块产品上的缺陷数,显微镜下单位分区内的细菌分布数等等。
二项分布及Posson分布
(2)Poisson分布的性质
① Poisson分布的总体均数等于总体方差μ=σ2=λ。
② 当n很大,而π很小,且nπ=λ为常数时,二项分
布近似Poisson分布。
③ 当λ增大时,Poisson分布渐近正态分布。一般,
当λ≥20时,Poisson分布可作为正态分布处理。
④ Poisson分布具有可加性。对于服从Poisson
该函数式是二项函数[π+(1-π)]n的通项
且有:
P( X ) 1
X 0
n
2。二项分布的适用条件
若试验符合下面3个特点,则其某一试验结果
发生的次数服从二项分布,此试验称为贝努利
(Bernoulli)试验。
n次贝努利(Bernoulli)试验中研究事件
发生的次数X服从二项分布。
贝努利(Bernoulli)试验的条件: ① 每次试验只会发生两种对立的可能结果之一 ② 在相同试验条件下,每次试验出现某种结果 (如“阳性”)的概率π固定不变
样本均数与总体均数比较的检验目的 是推断样本均数所代表的总体均数λ与已 知的总体均数λ0是否相等。 可使用的检验方法有:直接计算概率 法和正态近似法
例6-13
有研究表明,一般人群精神发育
不全的发生率为3‰,今调查了有亲缘血统婚 配关系的后代25000人,发现123人精神发育不
全,问有亲缘血统婚配关系的后代其精神发育
第二节
Poisson分布
(Poisson distribution)
一、Poisson分布的概念
Poisson分布最早是由法国数学家SiméonDenis Poisson (西莫恩· 德尼· 泊松 )研究二项
分布的渐近公式是时提出来的。
poisson分布是什么
poisson分布是什么Poisson分布,是一种统计与概率学里常见到的离散概率分布,由法国数学家西莫恩·德尼·泊松(Siméon-Denis Poisson)在1838年时发表。
Poisson distribution,即泊松分布,是以18~19 世纪的法国数学家西莫恩·德尼·泊松(Siméon-Denis Poisson)命名的,他在1838年时发表。
这个分布在更早些时候由贝努里家族的一个人描述过。
泊松分布的概率函数为:泊松分布的参数λ是单位时间(或单位面积)内随机事件的平均发生次数。
泊松分布适合于描述单位时间内随机事件发生的次数。
泊松分布的期望和方差均为。
特征函数为。
应用场景:在实际事例中,当一个随机事件,例如某电话交换台收到的呼叫、来到某公共汽车站的乘客、某放射性物质发射出的粒子、显微镜下某区域中的白血球等等,以固定的平均瞬时速率λ(或称密度)随机且独立地出现时,那么这个事件在单位时间(面积或体积)内出现的次数或个数就近似地服从泊松分布P(λ)。
因此,泊松分布在管理科学、运筹学以及自然科学的某些问题中都占有重要的地位。
(在早期学界认为人类行为是服从泊松分布,2005年在nature上发表的文章揭示了人类行为具有高度非均匀性。
)应用示例:泊松分布适合于描述单位时间(或空间)内随机事件发生的次数。
如某一服务设施在一定时间内到达的人数,电话交换机接到呼叫的次数,汽车站台的候客人数,机器出现的故障数,自然灾害发生的次数,一块产品上的缺陷数,显微镜下单位分区内的细菌分布数等等。
观察事物平均发生m次的条件下,实际发生x次的概率P(x)可用下式表示:例如采用0.05J/㎡紫外线照射大肠杆菌时,每个基因组(~4×10核苷酸对)平均产生3个嘧啶二聚体。
实际上每个基因组二体的分布是服从泊松分布的,将取如下形式:是未产生二体的菌的存在概率,实际上其值的5%与采用0.05J/㎡照射时的大肠杆菌uvrA-株,recA-株(除去既不能修复又不能重组修复的二重突变)的生存率是一致的。
第十五章poisson分布
ˆ
xi ni
– 按公式将xi转换成Zi
zi 2( zi 2( xi 1 xi ˆ n i ),当 x i n i ˆ ˆ
n i ),当 x i n i
– 求2值: – 2 =Z12+Z22+…+Zk2=Zi2 – 自由度=组数-1=k-1 – P207,例15-15 • 五、稀释法估计细菌数 • 作为一般了解
n i ),当 x i n i
– 计算2值 – 2 =Z12+Z22 – 自由度=组数-1 – 见P206,例15-13,14
• 四、多个样本计数差别的统计意义检验 – 先计算均数的估计值
ˆ
x 1 x 2 ... x k n 1 n 2 ... n k
• 三、Poisson分布的可加性 • 如果X1,X2,…,Xk相互独立,且它们 分别服从以1, 2,…, k为参数的 Poisson 分布,则T= X1+X2+…+Xk也服 从Poisson 分布,其参为 1+2+…+ k
• 四、Poisson分布的正态近似 • 对某参数为的Poisson分布,以X为横轴, 以取值概率P为纵轴,可绘出Poisson分布 图形。 • Poisson分布的分布特征:参数 很小时 是偏态的,随着增大,对称性越来越好, 数理统计证明,当相当大时,如> 50, Poisson分布近似正态分布N(, 1/2)。 • 这种趋向正态的“ 速度”是很快的。
• 2、两样本观察单位不同时 • 1)大样本时可用正态近似法
Z x1 / n1 x 2 / n 2 x1 n1 x2 n2
• 2)用2检验:可用于小样本 – 先计பைடு நூலகம்的估计值
Poisson分布
二项分布累积概率的正态近似公式为:
P X K CnX p x q n x
x 0 k
k 0.5 n n 1
P X K CnX p x q n x
xk
n
k 0.5 n 1 n 1
随机抽出一份样本,其中稀有事件的发生次数
为X1,再独立地从总体均数为
布总体中随机抽出另一份样本,其中稀有事件
的发生次数为X2,则他们的合计发生数T=X1+X2
也服从Poisson分布,总体均数为
。
Poisson分布的这些性质还可以推广到多个
Poisson分布的情形。例如,从同一水源独立地取 水样5次,进行细菌培养,每次水样中的菌落数分 别为 为 ,均服从Poisson分布,分别记 ,把5份水样混合,其合计菌落
的记数,单位时间内放射性质点数等,只要细菌、粉
尘、放射性脉冲在观察时间内满足以上条件,就可以 近似看为Poisson分布。
二、Poisson分布的特征
(一)Poisson分布的概率函数 (K=0,1,2,…,n) 式中 为Poisson分布的总体均数,X为观
察单位时间内某稀有事件的发生次数;e为自然 对数的底,为常数,约等于2.71828。
至多有4人患先天性心脏病的概率:
至少有5人患先天性心脏病的概率
例4-9 实验显示某100cm2培养皿平均菌落数为6个, 试估计该培养皿菌落数小于3个的概率,大于1个的 概率。 该培养皿菌落数小于3个的概率
该培养皿菌落数大于1个的概率
四、二项分布、Poisson分布的的正态近似
1.二项分布的正态近似
C n>50
D nπ足够大
泊松分布的概念及表和查表方法
泊松分布的概念及表和查表方法Poisson分布,是一种统计与概率学里常见到的离散概率分布,由法国数学家西莫恩·德尼·泊松(Siméon-Denis Poisson)在1838年时发表。
中文名泊松分布外文名poisson distribution 分类数学时间1838年台译卜瓦松分布提出西莫恩·德尼·泊松目录1命名原因2分布特点3关系4应用场景5应用示例6推导7形式与性质命名原因泊松分布实例泊松分布(Poisson distribution),台译卜瓦松分布(法语:loi de Poisson,英语:Poisson distribution,译名有泊松分布、普阿松分布、卜瓦松分布、布瓦松分布、布阿松分布、波以松分布、卜氏分配等),是一种统计与概率学里常见到的离散机率分布(discrete probability distribution)。
泊松分布是以18~19 世纪的法国数学家西莫恩·德尼·泊松(Sim éon-Denis Poisson)命名的,他在1838年时发表。
这个分布在更早些时候由贝努里家族的一个人描述过。
分布特点泊松分布的概率函数为:泊松分布的参数λ是单位时间(或单位面积)内随机事件的平均发生次数。
泊松分布适合于描述单位时间内随机事件发生的次数。
泊松分布的期望和方差均为特征函数为关系泊松分布与二项分布泊松分布当二项分布的n很大而p很小时,泊松分布可作为二项分布的近似,其中λ为np。
通常当n≧20,p≦0.05时,就可以用泊松公式近似得计算。
事实上,泊松分布正是由二项分布推导而来的,具体推导过程参见本词条相关部分。
应用场景在实际事例中,当一个随机事件,例如某电话交换台收到的呼叫、来到某公共汽车站的乘客、某放射性物质发射出的粒子、显微镜下某区域中的白血球等等,以固定的平均瞬时速率λ(或称密度)随机且独立地出现时,那么这个事件在单位时间(面积或体积)内出现的次数或个数就近似地服从泊松分布P(λ)。
Poisson分布的统计分析
Poisson分布的概率分布规律
X取值范围为非负整数,即0,1,…; 其相应取值概率为 k
P X k k! e
式中e:自然对数的底,e≈2.7182;是大于0的常数。 X服从以为参数(X的总体均数)的Poisson分布可记 为X~P()
5
Poisson分布的特性
7
正态分布与Poisson分布的关系
=3
=5
8
=10
=20
Poisson分布的特性
Poisson分布与二项分布的关系
设X~B (n , ),则当n→∞且n保持不变时,可以 证明X的极限分布是以n 为参数的Poisson分布 由以上性质可得,当n很大,很小时,二项分布近似 Poisson分布。当n很大时,二项分布概率的计算量相 当大。因此可以利用二项分布的Poisson近似这一性质, 当n很大且很小时,可以用Poisson分布概率计算替代 二项分布的概率计算
拒绝
H0
,接受
,可认为该地新生儿出生缺陷发生率高于全国。
21
Poisson分布两样本均数 的比较
方法原理
当两个样本计数均较大时,可根据Poisson分布 近似正态分布的性质作u检验。当两样本计数中有 一个较小或两个均较小时,可先作变量转换,然 后再作适当的检验。本节仅介绍两个样本计数均 较大时的u检验。根据两个样本观察单位是否相同, 所采用的计算公式又分为两种。
0
0X
X!
,计算
2 3 4 . 2 4 . 2 4 . 2 e 4.2 e 4.2 e 4.2 1! 2! 3!
= 0.014996+0.062981+0.132261+0.185165=0.395403 故按 0.05 水准,不拒绝 H 0 ,尚不能认为该地孕产妇的死亡率 低于一般。
泊松分布推导
泊松分布推导泊松分布(Poissondistribution)是统计学最重要的分布之一,可以用来描述连续事件在平均发生次数和时间间隔之间的关系。
它是描述随机事件发生的频率的概率分布,可以用于识别和评估这种随机事件的发生频率及其影响。
它也经常用于检测连续事件发生的总次数以及这些事件在未来发生的概率。
泊松分布是一种特殊的概率分布,用来描述一段时间内固定时间间隔内发生离散事件的概率。
它是描述单个事件发生的概率的函数,其参数是平均发生次数和时间间隔的乘积,也就是期望值(expected value)。
它模拟连续事件发生的频率,经常用于估计和比较不同分布的概率。
一般情况下,泊松分布可以用如下符号表示:P (k;t) = [e^{-μt} (μt)^k]/k!其中, P (k;t)泊松分布的概率;e自然常数;μt分布参数,代表时间t内平均发生次数;k分布参数,代表某段特定时间内发生的事件次数;式子中的 k! k阶乘。
推导泊松分布的方法很多,最常用的方法是“泊松假设”,即独立事件之间不相互影响。
这种假设假定它们可以在任意时间间隔内发生,而每次发生的概率都是相同的。
当两个独立的事件的发生概率都是μt时,可以得出一个公式:P (k;t) = [e^{-μt} (μt)^k]/k!这个公式可以用来表示某段特定时间内发生k次事件的概率,其中的μt示时间t内平均发生次数;式子中的 k! k阶乘。
泊松分布可以用来解决许多实际问题,包括分析并预测突发事件的可能性,估算企业宿舍在特定时间内的工作量,判断投票结果,预测居民手机使用情况等。
经常使用泊松分布的研究领域包括社会问题的研究,例如暴力、犯罪和社会不稳定性的研究;气象学和环境学,如地震、海啸等;商业领域,例如金融分析、市场分析等。
由于泊松分布可以满足多种实际应用,所以它经常用作一种统计分析工具。
由于它可以用来模拟连续随机事件发生的频率,因此它可以用来预测未来某些事件发生的概率,并用来估计某些随机事件发生的概率。
泊松分布的概念及表和查表方法
泊松分布的概念及表和查表方法Poisson分布,是一种统计与概率学里常见到的离散概率分布,由法国数学家西莫恩•德目录1命名原因2分布特点3关系4应用场景5应用示例6推导7形式与性质命名原因泊松分布(Poisson distribution),台译卜瓦松分布(法语: loi de Poisson ,英语:Poisson distributio n,译名有泊松分布、普阿松分布、卜瓦松分布、布瓦松分布、布阿松分布、波以松分布、卜氏分配等),是一种统计与概率学里常见到的离散机率分布(discreteprobability distribution)。
泊松分布是以 18〜19世纪的法国数学家西莫恩•德尼•泊松(Sim eon-Denis Poisson )命名的,他在1838年时发表。
这个分布在更早些时候由贝努 里家族的一个人描述过。
分布特点泊松分布的概率函数为:卩(X 二k)二厉旷—斤二0 1 (I)泊松分布的参数入是单位时间(或单位面积)内随机事件的平均发生次数。
泊松分布适合于描述单位时间内随机事件发生的次数。
泊松分布的期望和方差均为丸特征函数为岸⑴二即|川凸-1}}「关系当二项分布的n 很大而p 很小时,泊松分布可作为二项分布的近似,其中入为 常当n 120,p 再.05时,就可以用泊松公式近似得计算。
np 。
通泊松分布与二项分布事实上,泊松分布正是由二项分布推导而来的,具体推导过程参见本词条相关部分。
应用场景在实际事例中,当一个随机事件,例如某电话交换台收到的呼叫、来到某公共汽车站的乘客、某放射性物质发射出的粒子、显微镜下某区域中的白血球等等,以固定的平均瞬时速率入(或称密度)随机且独立地出现时,那么这个事件在单位时间(面积或体积)内出现的次数或个数就近似地服从泊松分布P(力。
因此,泊松分布在管理科学、运筹学以及自然科学的某些问题中都占有重要的地位(在早期学界认为人类行为是服从泊松分布,2005年在nature上发表的文章揭示了人类行为具有高度非均匀性)。
泊松分布
泊松分布公式概述Poisson分布(法语:loi de Poisson,英语:Poisson dist ribution,译名有泊松分布、普阿松分布、卜瓦松分布、布瓦松分布、布阿松分布、波以松分布、卜氏分配等),是一种统计与概率学里常见到的离散概率分布,由法国数学家西莫恩·德尼·泊松(Siméon-Denis Poisson)在1838年时发表。
概率论中常用的一种离散型概率分布。
若随机变量X 只取非负整数值,取k值的概率为(k=1,2,3…),则随机变量X 的分布称为泊松分布,记作P(λ)。
这个分布是S.-D.泊松研究二项分布的渐近公式是时提出来的。
泊松分布P (λ)中只有一个参数λ ,它既是泊松分布的均值,也是泊松分布的方差。
在实际事例中,当一个随机事件,例如某电话交换台收到的呼叫、来到某公共汽车站的乘客、某放射性物质发射出的粒子、显微镜下某区域中的白血球等等,以固定的平均瞬时速率λ(或称密度)随机且独立地出现时,那么这个事件在单位时间(面积或体积)内出现的次数或个数就近似地服从泊松分布。
因此泊松分布在管理科学,运筹学以及自然科学的某些问题中都占有重要的地位。
泊松分布的概率密度函数为:P(X=k)=\frac{e^{-\lambd a}\lambda^k}{k!} 泊松分布的参数λ是单位时间(或单位面积)内随机事件的平均发生率。
泊松分布适合于描述单位时间内随机事件发生的次数。
如某一服务设施在一定时间内到达的人数,电话交换机接到呼叫的次数,汽车站台的候客人数,机器出现的故障数,自然灾害发生的次数等等。
观察事物平均发生m次的条件下,实际发生x次的概率P (x)可用下式表示:P(x)=(m^x/x!)*e^(-m)p ( 0 ) = e ^ (-m)称为泊松分布。
例如采用0.05J/m2紫外线照射大肠杆菌时,每个基因组(~4×106核苷酸对)平均产生3个嘧啶二体。
随机分布函数 泊松分布
泊松分布泊松分布概率质量函数累积分布函数参数支撑集概率質量函數累积分布函数期望值中位数众数方差偏度峰度信息熵动差生成函数特性函数Poisson分布又称泊松小数法则(Poisson law of small numbers),是一种统计与概率学里常见到的离散概率分布,由法国数学家西莫恩·德尼·泊松(Siméon-Denis Poisson)在1838年时发表。
泊松分布适合于描述单位时间内随机事件发生的次数。
如某一服务设施在一定时间内到达的人数,电话交换机接到呼叫的次数,汽车站台的候客人数,机器出现的故障数,自然灾害发生的次数等等。
泊松分布的概率质量函数为:泊松分布的参数λ是单位时间(或单位面积)内随机事件的平均发生率。
性质服从泊松分布的随机变量,其数学期望与方差相等,同为参数λ: E(X)=V(X)=λ动差生成函数:泊松分布的来源在二项分布的伯努力试验中,如果试验次数n很大,二项分布的概率p很小,而乘积λ= n p比较适中,则事件出现的次数的概率可以用泊松分布来逼近。
这在现实世界中是很常见的现象,如DNA 序列的变异、放射性原子核的衰变、电话交换机收到的来电呼叫、公共汽车站候车情况等等。
证明如下。
首先,回顾e的定义:二项分布的定义:如果令p = λ / n, n趋于无穷时P的极限:[编辑] 最大似然估计给定n个样本值k i,希望得到从中推测出总体的泊松分布参数λ的估计。
为计算最大似然估计值, 列出对数似然函数:对函数L取相对于λ的导数并令其等于零:解得λ从而得到一个驻点(stationary point):[编辑] 例子对某公共汽车站的客流做调查,统计了某天上午10:30到11:47来到候车的乘客情况。
假定来到候车的乘客各批(每批可以是1人也可以是多人)是互相独立发生的。
观察每20秒区间来到候车的乘客批次,共得到230个观察记录。
其中来到0批、1批、2批、3批、4批及4批以上的观察记录分别是100个、81个、34个、9个、6个。
泊松分布定义
泊松分布定义
泊松分布是一种离散概率分布,用于描述某个时间段内或某个区域内事件发生的次数。
泊松分布的定义为:在一个时间段或区域内,某一事件发生的概率与该时间段或区域内的平均发生率成正比。
其中,平均发生率为单位时间或单位面积内事件发生的平均次数。
泊松分布的特点是:概率函数的取值只能为非负整数,且概率随着事件数的增加而逐渐减小,呈现出右偏的形态。
泊松分布的参数λ表示单位时间或单位面积内事件的平均发生率,λ越大,概率分布越右偏,即发生事件的次数越多的概率越大。
泊松分布在实际应用中有着广泛的应用,例如用于描述交通流量、电话呼叫次数、疾病发生率等等。
在数据分析和统计建模中,泊松分布也是常用的模型之一,可以用于预测某个时间段或区域内事件发生的次数。
- 1 -。
泊松分布定义
泊松分布定义
泊松分布是一种离散型概率分布,它描述了在一段时间内或者某个区域内某一事件发生的次数。
泊松分布的定义如下:
设随机变量X表示在一个固定时间或者区域内某一事件发生的次数,如果满足以下条件:
1. 事件在任意时间或者区域内独立发生;
2. 事件在任意时间或者区域内的发生概率相等;
3. 事件在任意时间或者区域内的发生次数不受之前事件的影响。
那么X就服从泊松分布。
泊松分布的概率质量函数为:
P(X=k)=e^(-λ) * λ^k / k!
其中,λ表示单位时间或者单位区域内事件的平均发生次数,k表示事件发生的次数。
泊松分布的期望和方差都等于λ,即E(X)=λ,Var(X)=λ。
这意味着,泊松分布的分布形状和参数λ有关,当λ越大时,分布的峰值越靠近λ,分布的形状越陡峭。
泊松分布在实际应用中有着广泛的应用,例如:
1. 电话交换机中电话的到达次数;
2. 一段时间内道路上发生的交通事故次数;
3. 一段时间内某个网站的访问次数;
4. 一段时间内某个区域内的犯罪次数等。
在实际应用中,我们可以通过观察历史数据来估计λ的值,然后利用泊松分布来预测未来事件的发生次数。
例如,我们可以利用泊松分布来预测下一个小时内某个网站的访问次数,或者下一个月某个区域内的犯罪次数。
总之,泊松分布是一种非常重要的概率分布,它在实际应用中有着广泛的应用。
通过了解泊松分布的定义和性质,我们可以更好地理解和应用这一概率分布。
Poisson泊松分布及应用
P(0) e 8 80 3.354 10 4 0!
P(1) e8 81 2.684 10 3 1!
Poisson分布可视为观察例数n很大,发生 的概率π很小时二项分布B( n,π)的极限 情形。
当n很大时,二项分布概率的计算相当复杂, 利用二项分布的Poisson近似这一性质,当 n很大且π(π≤0.01)很小时,可以用 Poisson分布的概率计算近似代替二项分布 的概率计算。
6 2
P X 3 P X 0.062
X 0
0! X 0
0!
1!
2!
该培养皿中菌落数大于1个的概率
PX 1 1 PX 0 PX 1 1 e 6 6 0 e 6 6 1 0.983
0! 1!
三、 Poisson分布的正态近似法
当λ≥20时,依据Poisson分布近似正态分布的原理,可以对其总体 均数进行推断。
二、 Poisson分布的特征
(1) Poisson分布的总体均数与总体方差相等,均为λ。 若从该河中随机抽取无数个1毫升水,显然1毫升水中的细菌
数X各不相同,这些细菌数X的总体均数即Poisson分布的参数λ, 而且这些细菌数X的总体方差也等于此参数λ。
(2) Possion分布的观察结果有可加性。若从
至多有4人患先天性心脏病的概率为
P(X
4)
4
P( X )
4
e 0.96
0.96X
X 0
X 0
X!
e 0.96 0.960 e 0.96 0.961 e 0.96 0.962
0!
1!
2!
e 0.96 0.963 e 0.96 0.964
0.997
3!
4!
如何理解泊松分布(Poisson Distribution)
如何理解泊松分布(PoissonDistribution)【泊松分布是以其发表者Poisson命名的】随机变量X服从参数为λ的泊松分布,记作 X ∼ π ( λ )X\sim\pi(\lambda) X∼π(λ)其分布律为P { X = k } = λ k e − λ k ! , k = 0 , 1 , 2 , …P\{X=k\}=\frac{\lambda^k e^{-\lambda}}{k!}, k=0,1,2,… P{X=k}=k!λke−λ,k=0,1,2,…其中λ>0注意k取值哟,k是从0到∞!!证明分布律对于上式,我们需要证明其满足分布律的条件,即各值概率求和为1, 即:∑ k = 0 ∞ P { X = k } = 1\sum_{k=0}^{\infty}P\{X=k\}=1 k=0∑∞P{X=k}=1证明如下:∑ k = 0 ∞ P { X = k } = ∑ k = 0 ∞ λ k e −λ k ! = e − λ ∑ k = 0 ∞ λ k k ! = e − λ × e λ = 1\sum_{k=0}^{\infty}P\{X=k\}=\sum_{k=0}^{\infty}\frac{\ lambda^k e^{-\lambda}}{k!}=e^{-\lambda}\sum_{k=0}^\infty\frac{\lambda^k}{k!}=e^{-\lambda}\times e^{\lambda}=1 k=0∑∞P{X=k}=k=0∑∞k!λke−λ=e−λk=0∑∞k!λk=e−λ×eλ=1这个求和用到了函数f(x)=e^x的带有拉格朗日余项的n阶麦克劳林公式哈哈,其实这里只是推导一下就好,更严谨,以后使用公式时候用不到泊松定理这是一种用泊松分布逼近二项分布的定理,可以看作泊松分布分布律从二项分布律的推导,具体内容如下:n为任意正整数,np=λ,λ>0,对任意非负整数k,都有 lim x → ∞ C n k p n k ( 1 − p ) n − k = λ k e −λ k ! \lim_{x \to \infty}C_n^k p_n^k (1-p)^{n-k}=\frac{\lambda^k e^{-\lambda}}{k!} x→∞limCnkpnk(1−p)n−k=k!λke−λ证明思路:让式子只剩下λ,消去n,p1.消去n:使n趋近于∞2.消去p:p=λ/n证明如下: C n k p n k ( 1 − p ) n − k = n ( n −1 ) . . . ( n − k + 1 ) k ! ( λ n ) k ( 1 − λ n ) n − k C_n^k p_n^k (1-p)^{n-k}=\frac{n(n-1)...(n-k+1)}{k!}{(\frac \lambda n)}^k (1-\frac \lambda n)^{n-k} Cnkpnk(1−p)n−k=k!n(n−1)...(n−k+1)(nλ)k(1−nλ)n−k观察右项,尽量配出来原式= λ k k ! [ 1 × ( 1 − 1 n ) × … × ( 1 − k − 1 n ) ] ( 1 − λ n ) n ( 1 − λ n ) − k 原式=\frac {\lambda^k}{k!}[1\times(1-\frac1n)\times…\times(1-\frac {k-1}n)](1-\frac \lambdan)^n(1-\frac \lambda n)^{-k} 原式=k!λk[1×(1−n1)×…×(1−nk−1)](1−nλ)n(1−nλ)−k令n趋近于正无穷,则[ 1 × ( 1 − 1 n ) × … × ( 1 − k − 1 n ) ] → 1 [1\times(1-\frac 1n)\times…\times(1-\frac {k-1}n)] \to 1 [1×(1−n1)×…×(1−nk−1)]→1 ( 1 − λ n ) n → e − λ (1-\frac \lambda n)^n\to e^{-\lambda} (1−nλ)n→e−λ上式为对自然常数e的定义的代换,实质上用到了复合函数的极限运算法则 ( 1 − λ n ) − k → 1 (1-\frac \lambda n)^{-k}\to 1 (1−nλ)−k→1因此,得证 lim x → ∞ C n k p n k ( 1 − p ) n − k = λ k e − λ k ! \lim_{x \to \infty}C_n^k p_n^k (1-p)^{n-k}=\frac{\lambda^k e^{-\lambda}}{k!} x→∞limCnkpnk(1−p)n−k=k!λke−λnp=λ,n很大,p很小时,有近似式: C n k p n k ( 1 − p ) n − k ≈ λ k e − λ k ! C_n^k p_n^k (1-p)^{n-k}\approx \frac{\lambda^k e^{-\lambda}}{k!} Cnkpnk(1−p)n−k≈k!λke−λ即用泊松分布概率值作二项分布概率值的近似一般来说,n>=20,p<=0.0.5,近似效果不错λ的意义从二项分布可知,E(X)=np,而在泊松定理中λ=np,所以λ是否是数学期望呢?已知一个分布,可以求其数学期望(用定义求),我们求出泊松分布的数学期望,看它是否是我们预测的λ即可。
参数为4泊松分布
参数为4泊松分布
泊松分布(英语:Poisson distribution)是一种统计与概率学里常见到的离散型分布,是以法国数学家西莫恩·泊松(Siméon Denis Poisson)命名的。
泊松分布可以作为二项分布的一种近似,在二项分布中,当$n$较大时,计算量较大,而在$n$较大且$p$较小时使用以下的泊松定理,可以减少二项分布中的计算量。
泊松分布的公式为:$P(N(t) = n) = \lambda^n e^{-\lambda}$,其中,$P$表示概率,$N$表示某种函数关系,$t$表示时间,$n$表示数量,$\lambda$表示事件的频率。
泊松分布在固定的时间或空间间隔内,表示如果这些事件以已知的恒定速率发生,则发生给定数量事件的概率。
例如,某医院平均每小时出生3个婴儿,则在1小时内出生3个婴儿的概率可以表示为$P(N(1) = 3)$。
泊松分布条件
泊松分布条件《泊松分布条件》一、泊松分布的概念泊松分布,又称“泊松随机变量”或“泊松分布函数”,是普林斯顿大学数学教授威廉·士泊松(WilliamShallPoisson)在19世纪80年代提出的,是概率论中重要的概念,也是其名字的来源。
它通常用来解释一段时间内某种事件的数量,可以用于描述某种随机过程,如事件发生的频率、统计量的分布等,它也可以用来推断一个参数的估计。
二、泊松分布的数学表达式让ε ≥ 0为定值,X为n个独立同分布的随机变量,ι(ε, x)为实模函数。
即:P(x)= ι(ε,x)= n!* e^(-ε)^x / x!其中n为实质变量,ε为参数变量;x!=x*(x-1)*…*1三、泊松分布条件(1)独立假设:每一次事件独立,不影响其他次数。
(2)相等性假设:在一段时间内也就是在一个情形下,各次事件的发生概率是相等的。
(3)无穷小假设:使用的时间段是无限小的,这样在事件发生的概率是不变的。
(4)期望值相等假设:泊松分布的期望值是一样的,由ε控制。
(5)有限假设:在某一个情形下,事件的发生次数是有限的,而不是无限的。
四、泊松分布应用泊松分布可以应用与某种事件发生的频率统计,也可以用于确定某种随机变量采样的结果分布。
(1)通过统计某一时间段内特定事件的发生次数,如人在某一时间段内接听电话的次数,计算其发生的频率。
(2)根据某一时间段内某种事件能发生的次数来估计参数。
(3)使用泊松分布作为幂律分布的一个特殊形式,以计算从某个出发点出发,某个位置上在一段时间内,会出现分散状态的情况。
(4)应用于噪声检测技术上,用来分析受测信号干扰信号的概率分布。
五、泊松分布的参数(1)λ:表示某一事件在某一时间段内能发生的期望值,也即某一时间段内发生该事件的预期值。
(2)X:表示该事件在某一时间段内发生的实际次数,构成一个随机变量。
六、总结泊松分布是概率论中重要的概念,它的特征在于具有独立假设,相等性假设,无穷小假设,期望值相等假设,以及有限假设,其参数包括期望值λ和实际次数X。
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医学研究中, 单位容积中大肠杆菌数 粉尘在单位容积的数目 放射性物质在单位时间内放射质点数 一定人群中患病率较低的非传染性疾病患 病数(或死亡数)的分布。
1.概率
e px x x!
x=0,1,2,…… λ是总体均数
2.分布特征
① 非对称,但λ增大时趋于对称
0.25 0.2 0.15 0.1 0.05
0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
λ=3
0.2
0.15
0.1 0.05
0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
λ=5
0.14 0.12
0.1 0.08 0.06 0.04 0.02
0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
λ=10
H0:不会增长,即λ=3 溶液中细菌数服从Poisson分布
P=P(X≥5)=1-P(X=0)-…-P(X=4)
=0.1847
所以……
例 已知接种某疫苗时,一般严重反应率为1‰,现用 一批该种疫苗接种150人,有2人发生严重反应,问该 批疫苗的严重反应率是否高于一般。
H0: λ=λ0=0.001×150=0.15 H1: λ>0.15 α=0.05 p(x≥2)=1-p(x=0)-p(x=1)=0.0102<α 所以拒绝H0
近似
3.应用条件
• 平稳性:X的取值与观察单位的位置无关 • 独立增量性:在某个观察单位X的取值与前
面n个观察单位上X的取值独立. • 普通性:在充分小的观察单位上X的取值最
多为1
4 事件数的可信区间
在Poisson分布中,总体均数λ的可信区间
(1)查表法 x≤100 附表 例 将一个面积为100cm2的培养皿置于某病室中,
(3)直接计算概率法
1
2
2 x,
/2,1ຫໍສະໝຸດ 22 x2,1
/2
2
2
特别地 X=0时
0,
1
2 2 x2,1
/2
2
2
2 x, / 2
是自由度为2x的左侧累计概率为α/2的χ2
分布分位数
(4)利用Poisson分布的概率公式迭代
5.假设检验
①样本均数与总体均数的比较 比较的目的是推断该样本所代表的未知总体
H0: λ1= λ2 H1: λ1≠ λ2
α=0.05
x1
38
29 3
36
34.33
x2
25
2
18
21.5
u 34.33 21.5 2.723 34.33 / 3 21.5 / 2
查表得 p=0.0066 所以拒绝H0。
1小时后取出,培养24小时,查得8个菌落,求该病 室平均1小时100cm2细菌数的95%可信区间. X=8, 查表得, λ的95%可信区间是(3.45, 15.76)
(2)正态近似法 x>50
例 用计数器测得某放射性物质半小时内发出 的脉冲数为360个,试估计该放射性物质每 30分钟平均脉冲数的95%可信区间。
Poisson分布 Poisson distribution
Poisson分布常用于研究单位容积内某事件的发生 数,如: 某交换台在某一段时间内所接到的呼唤次数 某公共汽车站在一固定时间内来到的乘客数 在物理学中,放射性分裂落到某区域的质点数 显微镜下落在某区域中的微生物的数目 在工业生产中,每米布的疵点数 纺织机上的断头数等等 都服从Poisson分布。
H1: λ1≠λ2
α=0.05
u 890 785 =2.566
890 785
查表得 p=0.0102 所以拒绝H0,认为两水源菌落数有差别,以甲水
源较高。
例 某车间在改革生产工艺前,测取三次粉尘
浓度,每升空气中分别有38、39、36颗粉 尘;改革工艺后,测取两次,分别有25、 18颗粉尘。问工艺改革前后粉尘数量有无 差别?
注:此题也可用二项分布计算得p=0.0101529
方法二: 正态近似法(λ≥20)
例 某溶液原来平均每毫升有细菌80个,现欲研究 某低剂量辐射能否杀菌。研究者以此低剂量辐 射该溶液后取1毫升,培养得细菌40个。试作 统计分析。
H0:辐射后溶液中平均每毫升细菌数λ0=80
H1: λ<80
α=0.05
均数λ是否等于已知的λ0(理论值、标准 值或经大量观察所得的稳定值) 方法一:直接计算概率法
例 据以往大量观察得某溶液中平均每毫升有细 菌3个。某研究者想了解该溶液放在5°C冰 箱中3天,溶液中细菌数是否会增长。现采取 已放在5°C冰箱中3天的该溶液1毫升,测得 细菌5个。问该溶液放在5°C冰箱中3天是否 会增长?
u=-4.47, p<0.05
拒绝H0, 认为……
②两样本均数比较的u检验
应用条件: λ1>20 λ2>20 检验统计量
例 分别从两个水源各取10次样品,从每个样品 取出1水作细菌培养,甲水源共生长890个菌落, 乙水源共生长785个菌落,问两水源菌落数有无 差别?
H0: 两水源菌落数相等,即λ1= λ2
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
λ=20
0.08
0.06
0.04 0.02
0 10 15 20 25 30 35 40 45 50
λ=30
② 均数与方差均为λ ③ 分布的可加性,可使λ>20,使得可用正态