標準正規分布の累積分布関数を理解すること
統計学は、データや周囲の世界を理解するのに役立つ魅力的な分野です。統計学の重要な概念の1つは、 累積分布関数 (CDF)特に、のために 標準正規分布この記事では、CDFが何であるか、標準正規分布との関係、さまざまな文脈での使用方法について詳しく解説します。
累積分布関数(CDF)とは、確率変数がある値以下になる確率を示す関数です。これは、統計学や確率論において重要な概念であり、特定の値までの累積確率を表現します。特に、連続型および離散型の確率変数に対して使用され、グラフは常に右上がりの曲線になります。CDFは、ある範囲における確率を計算する際や、確率分布の性質を理解するために役立ちます。
累積分布関数(CDF)は、統計学において強力なツールであり、ランダム変数が特定の値以下の値を取る確率を示します。簡単に言えば、CDFは与えられた値に対する累積確率を提供し、その時点までの変数の全体の分布を要約します。
例えば、特定の地域における個人の身長に興味があるとしましょう。収集したデータを使用して、累積分布関数(CDF)は、ランダムに選ばれた個人が特定の測定値以下の身長を持つ確率を教えてくれます。
標準正規分布
標準正規分布は、平均を持つ正規分布の特別なケースです。μ0の平均と標準偏差(σ1の ) 。これはしばしば記号で表されます。 Z標準正規分布は対称的であり、その累積分布関数(CDF)は確率計算および統計分析に不可欠です。
数学的には、標準正規分布のCDFを記述するために次の式を使用します。
式:
Φ(z) = P(Z ≤ z)
どこ:
z
累積確率を求めている値P(Z ≤ z)
に関連する累積確率z
CDFの計算:入力と出力
入力:
z
累積確率を求めるための値を表す実数。この値は標準正規変数を表すため、特定の単位はありません。
{
Φ(z)
0から1までの範囲の確率値で、指定された値より下にあるデータの割合を示します。z
値。これは無次元数です。
例計算
累積確率を求めたいとします。 z = 1.5
これは、標準正規分布からのランダム変数が1.5以下である確率を求めることを意味します。統計表やソフトウェアを使用して、次のことがわかります:
Φ(1.5) ≈ 0.9332
したがって、標準正規分布において、おおよそ93.32%のデータがz値1.5未満に該当します。
実生活の応用
標準正規分布のCDF(累積分布関数)には多くの実用的な用途があります。
- 金融 金融市場において、CDFは株価、リターン、およびリスク評価に関連する確率を計算するのに役立ちます。
- 品質管理: 製造業では、特定の許容範囲内にある製品の割合を決定するのに役立ちます。
- 社会科学: それは、調査データと社会的現象の分布を分析するのに役立ちます。
- 医学 さまざまな健康結果の確率を決定するために使用されます。
クイックリファレンス用データテーブル
いくつかの一般的なもののためのクイックリファレンステーブルです z
値:
z | Φ(z) |
---|---|
-3.0 | 0.0013 |
-2.0 | 0.0228 |
-1.0 | 0.1587 |
0 | 0.5 |
1.0 | 0.8413 |
2.0 | 0.9772 |
3.0 | 0.9987 |
よくある質問
標準正規分布を使用する理由は何ですか?
A: 標準正規分布は計算を簡素化し、よく知られた特性を持つため、広く使用されています。それは異なるデータセットを標準化することによって比較を可能にします。
Q: 非標準正規分布のCDFはどのように計算しますか?
A: 非標準正規分布の場合、最初に変数を標準偏差で割り、平均を引くことによって標準正規形に変換します。次に、標準正規分布の累積分布関数(CDF)を使用します。
Q: CDFは減少することがありますか?
A: いいえ、CDFは増加しない関数であり、常に0から1の範囲にあります。
要約
標準正規分布の累積分布関数は、統計分析の基礎石です。これは、確率に関する重要な洞察を提供し、さまざまな分野での数多くの応用を助けます。金融、品質管理、社会科学においても、CDFを理解し使用することは、意思決定とデータ解釈を大幅に向上させる可能性があります。