อ่าน 4 นาที
การกระจายแบบครึ่งปกติ
ในทฤษฎีความน่าจะเป็นและสถิติการแจกแจงแบบครึ่งปกติ (half-normal distribution)เป็นกรณีพิเศษของการแจกแจงแบบปกติพับ (folded normal distribution )
การกระจายแบบครึ่งปกติ
| การกระจายแบบครึ่งปกติ | |||
|---|---|---|---|
ฟังก์ชันความหนาแน่นความน่าจะเป็น | |||
ฟังก์ชันการกระจายสะสม | |||
| พารามิเตอร์ | - ( มาตราส่วน ) | ||
| สนับสนุน | |||
| พีดี | |||
| ซีดีเอฟ | |||
| ควอนไทล์ | |||
| หมายถึง | |||
| ค่ามัธยฐาน | |||
| โหมด | |||
| ความแปรปรวน | |||
| ความเบี่ยงเบน | |||
| ความโค้งส่วนเกิน | |||
| เอนโทรปี | |||
| เอ็มจีเอฟ | |||
| ซีเอฟ | ฟังก์ชัน Faddeevaอยู่ที่ไหน | ||
ในทฤษฎีความน่าจะเป็นและสถิติการแจกแจงแบบครึ่งปกติ (half-normal distribution)เป็นกรณีพิเศษของการแจกแจงแบบปกติพับ (folded normal distribution )
ให้ เป็นไปตามการ แจกแจงปกติธรรมดาแล้วจะเป็นไปตามการแจกแจงครึ่งปกติ ดังนั้น การแจกแจงครึ่งปกติจึงเป็นการพับที่ค่าเฉลี่ยของการแจกแจงปกติธรรมดาที่มีค่าเฉลี่ยเป็นศูนย์
คุณสมบัติ
โดยใช้การกำหนดพารามิเตอร์ของการแจกแจงปกติฟังก์ชันความหนาแน่นความน่าจะเป็น (PDF) ของการแจกแจงครึ่งปกติจะกำหนดโดย
ที่ไหน.
หรืออีกวิธีหนึ่งคือการใช้พารามิเตอร์ความแม่นยำแบบปรับขนาด (ส่วนกลับของความแปรปรวน) (เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาหากค่าใกล้ศูนย์) ซึ่งได้จากการตั้งค่าฟังก์ชันความหนาแน่นของความน่าจะเป็นจะกำหนดโดย
ที่ไหน.
ฟังก์ชันการกระจายสะสม (CDF) กำหนดโดย
เมื่อใช้การเปลี่ยนตัวแปร ฟังก์ชันการกระจายสะสม(CDF) สามารถเขียนได้ดังนี้
โดยที่ erf คือฟังก์ชันแสดงข้อผิดพลาดซึ่งเป็นฟังก์ชันมาตรฐานในโปรแกรมทางคณิตศาสตร์หลายโปรแกรม
ฟังก์ชันควอนไทล์ (หรือฟังก์ชันการกระจายสะสมผกผัน) เขียนได้ดังนี้:
โดยที่และคือฟังก์ชันข้อผิดพลาดผกผัน
ค่าคาดหวังจึงกำหนดโดย
ค่าความแปรปรวนกำหนดโดย
เนื่องจากค่านี้เป็นสัดส่วนกับความแปรปรวน σ² ของ X ดังนั้น σ จึงสามารถมองได้ว่าเป็นพารามิเตอร์มาตราส่วนของการแจกแจงใหม่
เอนโทรปีเชิงอนุพันธ์ของการแจกแจงแบบครึ่งปกติมีค่าน้อยกว่าเอนโทรปีเชิงอนุพันธ์ของการแจกแจงแบบปกติที่มีค่าเฉลี่ยเป็นศูนย์และมีโมเมนต์อันดับสองรอบ 0 เท่ากันอยู่หนึ่งบิตพอดี สามารถเข้าใจได้โดยสัญชาตญาณ เนื่องจากตัวดำเนินการขนาดจะลดข้อมูลลงหนึ่งบิต (หากการแจกแจงความน่าจะเป็นที่ป้อนเข้ามาเป็นเลขคู่) หรืออีกทางหนึ่ง เนื่องจาก1การแจกแจงแบบครึ่งปกติมีค่าเป็นบวกเสมอ บิตหนึ่งบิตที่ใช้ในการบันทึกว่าตัวแปรสุ่มแบบปกติมาตรฐานมีค่าเป็นบวก (เช่น 1) หรือลบ (เช่น 0) จึงไม่จำเป็นอีกต่อไป ดังนั้น
แอปพลิเคชัน
การแจกแจงแบบครึ่งปกติมักใช้เป็นการแจกแจงความน่าจะเป็นล่วงหน้าสำหรับพารามิเตอร์ความแปรปรวน ใน การประยุกต์ใช้การอนุมานแบบเบย์เซียน[ 1 ] [ 2 ]
การประมาณค่าพารามิเตอร์
เมื่อกำหนดตัวเลขที่สุ่มมาจากการแจกแจงแบบครึ่งปกติแล้ว พารามิเตอร์ที่ไม่ทราบค่าของการแจกแจงนั้นสามารถประมาณได้โดยวิธีความน่าจะเป็นสูงสุดซึ่งจะได้ผลลัพธ์ดังนี้
อคติมีค่าเท่ากับ
ซึ่งส่งผลให้ได้ตัวประมาณค่าความน่าจะเป็นสูงสุดที่ได้รับการแก้ไขความเอนเอียง
การแจกแจงที่เกี่ยวข้อง
- การแจกแจงนี้เป็นกรณีพิเศษของการแจกแจงปกติแบบพับ (folded normal distribution)โดยมีμ = 0
- นอกจากนี้ยังสอดคล้องกับการแจกแจงปกติที่มีค่าเฉลี่ยเป็นศูนย์ ซึ่งถูกตัดทอนจากด้านล่างที่ศูนย์ (ดูการแจกแจงปกติแบบถูกตัดทอน )
- ถ้าYมีการแจกแจงแบบครึ่งปกติ (half-normal distribution) แล้ว ( Y / σ ) ²จะมีการแจกแจงแบบไคสแควร์ (chi square distribution)ที่มีองศาอิสระ 1 องศา กล่าวคือY / σมีการแจกแจงแบบไคสแควร์ที่มีองศาอิสระ 1 องศา
- การแจกแจงแบบครึ่งปกติเป็นกรณีพิเศษของการแจกแจงแกมมาทั่วไปที่มีd = 1, p = 2, a = .
- ถ้าYมีการแจกแจงแบบครึ่งปกติY⁻² ก็จะมีการแจกแจงแบบเลวี
- การแจกแจงเรย์ลี (Rayleigh distribution)เป็นการขยายความของการแจกแจงแบบครึ่งปกติ (half-normal distribution) โดยมีการปรับค่าโมเมนต์และปรับขนาด
- การแจกแจงแบบครึ่งปกติที่ปรับปรุงแล้ว
ดูเพิ่มเติม
อ่านเพิ่มเติม
- Leone, FC; Nelson, LS; Nottingham, RB (1961), "การแจกแจงปกติแบบพับ", Technometrics , 3 (4): 543– 550, doi : 10.2307/1266560 , hdl : 2027/mdp.39015095248541 , JSTOR 1266560
ลิงก์ภายนอก
- การแจกแจงแบบครึ่งปกติที่MathWorld
- (โปรดทราบว่า MathWorld ใช้พารามิเตอร์)
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การกระจายแบบครึ่งปกติ
ในทฤษฎีความน่าจะเป็นและสถิติการแจกแจงแบบครึ่งปกติ (half-normal distribution)เป็นกรณีพิเศษของการแจกแจงแบบปกติพับ (folded normal distribution )
คุณสมบัติ
โดยใช้การกำหนดพารามิเตอร์ของการแจกแจงปกติ ฟังก์ชันความหนาแน่นความน่าจะเป็น (PDF) ของการแจกแจงครึ่งปกติจะกำหนดโดย σ {\displaystyle \sigma }
แอปพลิเคชัน
การแจกแจงแบบครึ่งปกติมักใช้เป็นการ แจกแจงความน่าจะเป็นล่วงหน้า สำหรับพารามิเตอร์ ความแปรปรวน ใน การประยุกต์ใช้ การอนุมานแบบเบย์เซียน [ 1 ] [ 2 ]
การประมาณค่าพารามิเตอร์
เมื่อกำหนดตัวเลขที่สุ่มมาจากการแจกแจงแบบครึ่งปกติแล้ว พารามิเตอร์ที่ไม่ทราบค่าของการแจกแจงนั้นสามารถประมาณได้โดยวิธี ความน่าจะเป็นสูงสุด ซึ่งจะได้ผลลัพธ์ดังนี้ { x i } i = 1 n {\displaystyle \{x_{i}\}_{i=1}^{n}} σ {\displaystyle \sigma }