常態分佈意思

常態分佈(Normal Distribution),又稱為高斯分佈(Gaussian Distribution),是由德國數學家卡爾·弗里德里希·高斯(Carl Friedrich Gauss)在18世紀末至19世紀初描述的一系列數據的分布模式。常態分佈是一種連續型機率分佈,用於描述許多自然現象和社會現象的數據分布。

常態分佈的特徵如下:

  1. 對稱性:常態分佈是對稱的,這意味著數據的左右兩側是對稱的,平均值(mean)、中位數(median)和眾數(mode)相等。

  2. 單峰性:常態分佈有一個峰值,即數據出現機率最大的點。

  3. 可變異性:常態分佈的變異性可以用標準差(standard deviation)來衡量,標準差越大,數據的分散程度越大;反之,標準差越小,數據的集中程度越高。

  4. 可加性:如果兩個或更多個獨立的常態分佈的變量相加,結果仍然是一個常態分佈。

常態分佈的機率密度函數(probability density function, PDF)為:

[ f(x) = \frac{1}{\sigma \sqrt{2\pi}} e^{-\frac{(x-\mu)^2}{2\sigma^2}} ]

其中,( \mu ) 是平均值,( \sigma ) 是標準差,( x ) 是變量,( e ) 是自然對數的底數。

常態分佈的累積分布函數(cumulative distribution function, CDF)為:

[ F(x) = \frac{1}{2} \left[ 1 + \text{erf} \left( \frac{x-\mu}{\sqrt{2}\sigma} \right) \right] ]

其中,( \text{erf}(x) ) 是誤差函數(error function)。

常態分佈在許多領域都有應用,包括統計學、物理學、工程學、經濟學、心理學和生物學等。例如,在醫學研究中,常態分佈可以用來描述身高、體重等特徵的分布;在財務分析中,可以用來預測股票價格的變動。