Что значит "нормальное распределение"

НОРМАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ (распределение Гаусса) распределение вероятностей случайной величины Х, характеризуемой плотностью вероятности где a - математическое ожидание, ?2 - дисперсия случайной величины Х. Возникает нормальное распределение, когда данная случайная величина представляет собой сумму большого числа независимых случайных величин, каждая из которых играет в образовании всей суммы незначительную роль.

одно из важнейших распределений вероятностей. Термин «Н. р.» применяют как по отношению к распределениям вероятностей случайных величин, так и по отношению к совместным распределениям вероятностей нескольких случайных величин (т. е. к распредслениям случайных векторов). Распределение вероятностей случайной величины Х называется нормальным, если оно имеет плотность вероятности . (*) Семейство Н. р. (*) зависит, т. о., от двух параметров а и s. При этом математическое ожидание Х равно а, дисперсия Х равна s2. Кривая Н. р. у = р (х; а, s) симметрична относительно ординаты, проходящей через точку х = а, и имеет в этой точке единственный максимум, равный . С уменьшением s кривая Н. р. становится всё более и более островершинной (см. рис.). Изменение а при постоянном s не меняет форму кривой, а вызывает лишь её смещение по оси абсцисс. Площадь, заключённая под кривой Н. р., всегда равна единице. При a = 0, s = 1 соответствуюшая функция распределения равна . В общем случае функция распределения Н. р. (*) F (х; а, s) может быть вычислена по формуле F (x; а, s) = Ф (t), где t = (х ≈ а)/s. Для функции Ф (t) (и нескольких её производных) составлены обширные таблицы. Для Н. р. вероятность неравенства , равная 1≈ Ф (k)+ Ф (≈ k), убывает весьма быстро с ростом k (см. таблицу). k Вероятность 1 0,31731 2 0,04550 3 0,00269 4 0,00006 Во многих практических вопросах при рассмотрении Н. р. пренебрегают поэтому возможностью отклонений от а, превышающих 3s, ≈ т. н. правило трёх сигма (соответствующая вероятность, как видно из таблицы, меньше 0,003). Вероятное отклонение для Н. р. равно 0,67449s. Н. р. встречается в большом числе приложений. Издавна известны попытки объяснения этого обстоятельства. Теоретическое обоснование исключительной роли Н. р. дают предельные теоремы теории вероятностей (см. также Лапласа теорема , Ляпунова теорема ). Качественно соответствующий результат может быть объяснён следующим образом: Н. р. служит хорошим приближением каждый раз, когда рассматриваемая случайная величина представляет собой сумму большого числа независимых случайных величин, максимальная из которых мала по сравнению со всей суммой. Н. р. может появляться также как точное решение некоторых задач (в рамках принятой математической модели явления). Так обстоит дело в теории случайных процессов (в одной из основных моделей броуновского движения ). Классические примеры возникновения Н. р. как точного принадлежат К. Гауссу (закон распределения ошибок наблюдения) и Дж. Максвеллу (закон распределения скоростей молекул). Совместное распределение нескольких случайных величин X1, X2,..., Xs называется нормальным (многомерным нормальным), если соответствующая плотность вероятности имеет вид: , где , qk, l = ql, k ≈ положительно определенная квадратичная форма. Постоянная С определяется из того условия, что интеграл от р по всему пространству равен

1. Параметры a1,..., as равны математическим ожиданиям X1,..., Xs соответственно, а коэффициент qk, l могут быть выражены через дисперсии s12,..., ss2 этих величин и коэффициент корреляции sk, lмежду Xk и Xl. Общее количество параметров, задающих Н. р., равно

   (s + 1)(s + 2)/2 - 1

   и быстро растет с ростом s (оно равно 2 при s = 1, 20 при s = 5 и 65 при s = 10). Многомерное Н. р. служит основной моделью статистического анализа многомерного . Оно используется также в теории случайных процессов (где рассматривают также Н. р. в бесконечномерных пространствах).

   О вопросах, связанных с оценкой параметров Н. р. по результатам наблюдений, см. статьи Малые выборки и Несмещенная оценка . О проверке гипотезы нормальности см. Непараметрические методы (в математической статистике).

   Лит. см. при ст. Распределения .

   Ю. В. Прохоров.

Норма́льное распределе́ние, также называемое распределением Гаусса — распределение вероятностей , которое в одномерном случае задаётся функцией плотности вероятности , совпадающей с функцией Гаусса :

f(x) = \tfrac{1}{\sigma\sqrt{2\pi}}\; e^{ -\frac{(x-\mu)^2}{2\sigma^2} },

где параметр — математическое ожидание , медиана и мода распределения, а параметр — среднеквадратическое отклонение ( — дисперсия ) распределения.

Таким образом, одномерное нормальное распределение является двухпараметрическим семейством распределений. Многомерный случай описан в статье « Многомерное нормальное распределение ».

Стандартным нормальным распределением называется нормальное распределение с математическим ожиданием и стандартным отклонением .