正态分布公式高中

正态分布公式高中

正态分布是高中数学中的一个重要概念,其数学公式主要包括:

概率密度函数

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

其中,$f(x)$ 表示随机变量 $X$ 在 $x$ 处的概率密度,$\mu$ 是均值,$\sigma$ 是标准差。

累积分布函数 (CDF):

$$F(x) = \Phi\left(\frac{x-\mu}{\sigma}\right)$$

其中,$\Phi(x)$ 是标准正态分布的累积分布函数,当 $\mu = 0$ 且 $\sigma = 1$ 时,标准正态分布也被称为 $N(0,1)$。

标准正态分布

当随机变量 $X$ 服从标准正态分布 $N(0,1)$,其概率密度函数简化为:

$$f(x) = \frac{1}{\sqrt{2\pi}} e^{-\frac{x^2}{2}}$$

正态分布的性质

正态分布曲线呈钟形,两头低,中间高,左右对称。

横轴区间 $(\mu-\sigma, \mu+\sigma)$ 内的面积约为 68.27%。

横轴区间 $(\mu-1.96\sigma, \mu+1.96\sigma)$ 内的面积约为 95.45%。

横轴区间 $(\mu-2.58\sigma, \mu+2.58\sigma)$ 内的面积约为 99.73%。

样本均值和方差

样本均值 $\bar{x}$ 是总体均值 $\mu$ 的无偏估计。

方差 $\sigma^2$ 的估计为 $\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}(x_i - \bar{x})^2$,其中 $n$ 是样本数量,$x_i$ 是每个样本点。

以上是正态分布的基本数学公式和性质。