Poissonova distribuce
Vzhledem k Poissonovu procesu je pravděpodobnost získání přesně
úspěchů v
zkouškách dána limitem binomické distribuce
| |
(1)
|
Zobrazení distribuce jako funkce očekávaného počtu úspěchů
| |
(2)
|
místo velikosti vzorku
pro pevné
se rovnice (2) stává
| |
(3)
|
Necháme-li velikost vzorku
zvětšit, distribuce se poté přiblíží
| |
|
|
(4)
|
| |
|
|
(5)
|
| |
|
|
(6)
|
| |
|
|
(7)
|
| |
|
|
(8)
|
známé jako Poissonovo rozdělení (Papoulis 1984, s. 101 a 554; Pfeiffer a Schum 1973, str. 200). Všimněte si, že velikost vzorku
zcela vypadla z funkce pravděpodobnosti, která má stejný funkční tvar pro všechny hodnoty
.
Poissonovo rozdělení je implementováno ve WolframLanguage jako Poissonovo rozdělení.
Podle očekávání je Poissonovo rozdělení normalizováno tak, že součet pravděpodobností je roven 1, protože
| |
(9 )
|
Poměr pravděpodobností je dán
|
(10)
|
Poissonovo rozdělení dosáhne maxima, když
| |
(11)
|
kde je Euler-Mascheroniho konstanta a
harmonické číslo, které vede k transcendentální rovnici
| |
(12)
|
které nelze vyřešit přesně pro
.
Funkce generování momentů distribuce Poisson je dána
| |
|
|
(13)
|
| |
|
|
(14)
|
| |
|
|
(15)
|
| |
|
|
(16)
|
| |
|
|
(17)
|
| |
|
|
(18)
|
tak
| |
|
|
(19)
|
| |
|
|
(20)
|
(Papoulis 1984, str. 554).
Nezpracované momenty lze také vypočítat přímo součtem, čímž se získá neočekávané spojení s Bellovým polynomiálním
a Stirlingovým číslem druhého druhu,
| |
(21)
|
známý jako Dobińského vzorec.Proto
| |
|
|
(22)
|
| |
|
|
(23)
|
| |
|
|
(24)
|
Ústřední momenty lze poté vypočítat jako
| |
|
(25)
|
|
| |
|
|
(26)
|
| |
|
|
(27)
|
takže průměr, rozptyl, šikmost a převýšení jsou
| |
|
|
(28)
|
| |
|
|
(29)
|
| |
|
|
(30)
|
| |
|
|
(31)
|
| |
|
|
(32)
|
Charakteristická funkce pro Poissondistribuci je
(Papoulis 1984, s. 154 a 554) a funkce generující kumulant je
| |
(34)
|
tak
| |
(35)
|
Střední odchylka Poissonova rozdělení je dána
| |
(36)
|
Poissonovo rozdělení lze vyjádřit také pomocí
| |
(37)
|
| |
(38)
|
Funkce generování momentů distribuce aPoisson ve dvou proměnných je dána
| |
(39)
|
Pokud jsou nezávislé proměnné
,
, …,
mít Poissonovy distribuce s parametry
,
, …,
, pak
| |
(40)
|
má Poissonovo rozdělení s parametrem
| |
(41)
|
Je to vidět, protože funkce generující kumulant je
| |
(42)
|
| |
(43)
|
Zobecnění Poissonovy distribuce použil Saslaw (1989) k modelování pozorované shlukování galaxií ve vesmíru. Forma této distribuce je dána
| |
(44)
|
kde
je počet galaxií v objemu
,
,
je průměrná hustota galaxií a
, přičemž
je poměr gravitační energie k kinetické energie zvláštních pohybů, Letting
dává
| |
(45)
|
což je skutečně Poissonova distribuce s
. Podobně necháme
dát
.