泊松分布是什么
Poisson 分布(法語:loi de Poisson,英語:Poisson distribution,譯名有泊松分布、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),是一種統計與概率學里常見到的離散機率分布(discrete probability distribution),由法國數學家西莫恩·德尼·泊松(Siméon-Denis Poisson)在 1838 年時發表。
泊松分布的概率質量函數為:
泊松分布的參數λ是單位時間(或單位面積)內隨機事件的平均發生率。
泊松分布適合于描述單位時間內隨機事件發生的次數。如某一服務設施在一定時間內到達的人數,電話交換機接到呼叫的次數,汽車站臺的候客人數,機器出現的故障數,自然災害發生的次數等等。
若隨機變量 X 取 0 和一切正整數值,在 n 次獨立試驗中出現的次數 x 恰為 k 次的概率 P(X=k)=(k=0,1,…,n),式中λ是一個大于 0 的參數,此概率分布稱為泊松分布。它的期望值為 E(x)=λ,方差為 D(x) = λ。當 n 很大,且在一次試驗中出現的概率 P 很小時,泊松分布近似二項分布。
泊松分布使用范圍
Poisson 分布主要用于描述在單位時間(空間)中稀有事件的發生數. 即需滿足以下四個條件:
【第1句】:給定區域內的特定事件產生的次數,可以是根據時間,長度,面積來定義;
【第2句】:各段相等區域內的特定事件產生的概率是一樣的;
【第3句】:各區域內,事件發生的概率是相互獨立的;
【第4句】:當給定區域變得非常小時,兩次以上事件發生的概率趨向于 0。
例如:
【第1句】:放射性物質在單位時間內的放射次數;
【第2句】:在單位容積充分搖勻的水中的細菌數;
【第3句】:野外單位空間中的某種昆蟲數等。
泊松分布的期望和方差
由泊松分布知 E[N(t) ? N(t0)] = D[N(t) ? N(t0)] = λ(t ? t0)
特別的,令 t_0=0.由于假設 N(0)=0,故可推知泊松過程的均值函數和方差函數分別為 E[N(t)] = λt,D[N(t)] = λt,
泊松過程的強度lambda (常數)等于單位長時間間隔內出現的質點數目的期望值。即對泊松分布有:E(X) = D(X) = λ
泊松分布的特征
【第1句】:泊松分布是一種描述和分析稀有事件的概率分布。要觀察到這類事件,樣本含量 n 必須很大。
【第2句】:λ是泊松分布所依賴的唯一參數。λ值愈小,分布愈偏倚,隨著λ的增大,分布趨于對稱。
【第3句】:當λ = 20 時,分布泊松接近于正態分布;當λ = 50 時,可以認為泊松分布呈正態分布。在實際工作中,當時就可以用正態分布來近似地處理泊松分布的問題。