MATLAB計算正態(tài)分布特征的方法
正態(tài)分布(N(u,d^2))是一種常見的概率分布,用于描述連續(xù)型隨機變量的分布情況。本文將介紹正態(tài)分布的表達式、特點以及利用MATLAB計算正態(tài)分布特征的方法。 1 正態(tài)分布的表達式及特點 正態(tài)分
正態(tài)分布(N(u,d^2))是一種常見的概率分布,用于描述連續(xù)型隨機變量的分布情況。本文將介紹正態(tài)分布的表達式、特點以及利用MATLAB計算正態(tài)分布特征的方法。
1 正態(tài)分布的表達式及特點
正態(tài)分布的表達式如下:
X~N(u,d^2)
其中,u表示該變量的均值(期望),d表示該變量的標(biāo)準(zhǔn)差。正態(tài)分布的特點如下:
- 正態(tài)分布曲線以u為對稱軸,遠離u向兩側(cè)逐漸變小。
- 標(biāo)準(zhǔn)差d越大,數(shù)據(jù)越分散;標(biāo)準(zhǔn)差d越小,數(shù)據(jù)越集中。
- 正態(tài)分布曲線與橫軸包圍的面積為1,在(u-1d)區(qū)間內(nèi)的面積約為68.27%,在(u-1.96d)區(qū)間內(nèi)的面積約為95.45%,在(u-2.58d)區(qū)間內(nèi)的面積約為99.73%。
2 MATLAB計算正態(tài)分布特征的方法
下面通過一個具體的例子,演示利用MATLAB計算正態(tài)分布特征的方法。假設(shè)抽取某高校100名18歲男性大學(xué)生的身高數(shù)據(jù),平均身高為172.7cm,標(biāo)準(zhǔn)差為4.01cm。
首先,在MATLAB中輸入如下代碼:
close all; clear all; clc;
u 172.70; % 平均身高
d 4.01; % 標(biāo)準(zhǔn)差
n 200;
f zeros(1,length(1:1:n));
for x 1:1:n
f(x) 1/(sqrt(2*pi)*d)*exp(-(x-u)^2/(2*d^2));
end
x 150:1:190;
bar(x,f(x));
hold on
plot(x,f(x),'y-','LineWidth',3);
hold off
然后保存并運行上述代碼,即可得到某高校18歲男性大學(xué)生身高的正態(tài)分布特征圖形。
3 計算身高的占比
接下來,我們計算該高校18歲男性大學(xué)生身高在(u-1d)、(u-1.96d)、(u-2.58d)內(nèi)的占比,即身高在(169,177)、(165,181)、(162,183)的占比。
在MATLAB中輸入如下代碼:
% (1) 計算正態(tài)曲線下,橫軸區(qū)間(u-1d,u 1d)內(nèi)的面積
x1 round(u-d):1:round(u d);
s1 sum(f(x1));
% (2) 計算正態(tài)曲線下,橫軸區(qū)間(u-1.96d,u 1.96d)內(nèi)的面積
x2 round(u-1.96*d):1:round(u 1.96*d);
s2 sum(f(x2));
% (3) 計算正態(tài)曲線下,橫軸區(qū)間(u-2.58d,u 2.58d)內(nèi)的面積
x3 round(u-2.58*d):1:round(u 2.58*d);
s3 sum(f(x3));
最后,保存并運行上述代碼,即可得到該高校18歲男性大學(xué)生身高在(169,177)、(165,181)、(162,183)的占比分別為:
- s1 0.7381
- s2 0.9659
- s3 0.9940
這與理論值(u-1d)區(qū)間內(nèi)占比約為68.27%,(u-1.96d)區(qū)間內(nèi)占比約為95.45%,(u-2.58d)區(qū)間內(nèi)占比約為99.73%相近。