Poisson-distributie



Gegeven een Poisson-proces, wordt de kans om exact successen te behalen in
-proeven gegeven door de limiet van een binominale verdeling
![]() |
(1)
|
De distributie bekijken als een functie van het verwachte aantal successen
![]() |
(2)
|
in plaats van de steekproefomvang voor vast
, wordt vergelijking (2) dan
![]() |
(3)
|
Door de steekproefomvang groot te laten worden, nadert de distributie
![]() |
![]() |
![]() |
(4)
|
![]() |
![]() |
![]() |
(5)
|
![]() |
![]() |
![]() |
(6)
|
![]() |
![]() |
![]() |
(7)
|
![]() |
![]() |
![]() |
(8)
|
die bekend staat als de Poisson-verdeling (Papoulis 1984, pp. 101 en 554; Pfeiffer en Schum 1973, p. 200). Merk op dat de steekproefomvang volledig is verwijderd uit de waarschijnlijkheidsfunctie, die dezelfde functionele vorm heeft voor alle waarden van
.
De Poisson-verdeling is geïmplementeerd in de WolframLanguage als PoissonDistribution.
Zoals verwacht wordt de Poisson-verdeling genormaliseerd zodat de som van de kansen gelijk is aan 1, aangezien
![]() |
(9 )
|
De verhouding van waarschijnlijkheden wordt gegeven door
![]() |
(10)
|
De Poisson-verdeling bereikt een maximum wanneer
![]() |
(11)
|
waarbij is de constante van Euler-Mascheroni en is een harmonisch getal dat leidt tot de transcendentale vergelijking
![]() |
(12)
|
wat niet exact kan worden opgelost voor .
De momentgenererende functie van de Poisson-verdeling wordt gegeven door
![]() |
![]() |
![]() |
(13)
|
![]() |
![]() |
![]() |
(14)
|
![]() |
![]() |
![]() |
(15)
|
![]() |
![]() |
![]() |
(16)
|
![]() |
![]() |
![]() |
(17)
|
![]() |
![]() |
![]() |
(18)
|
dus
![]() |
![]() |
![]() |
(19)
|
![]() |
![]() |
![]() |
(20)
|
(Papoulis 1984, p. 554).
De onbewerkte momenten kunnen ook direct worden berekend door sommatie, wat een onverwacht verband oplevert met de Bell-polynoom en Stirling-getallen van de tweede soort,
![]() |
(21)
|
bekend als de formule van Dobiński.Daarom
![]() |
![]() |
![]() |
(22)
|
![]() |
![]() |
![]() |
(23)
|
![]() |
![]() |
![]() |
(24)
|
De centrale momenten kunnen dan worden berekend als
![]() |
![]() |
(25)
|
|
![]() |
![]() |
![]() |
(26)
|
![]() |
![]() |
![]() |
(27)
|
dus de gemiddelde, variantie, scheefheid en kurtosis-overmaat zijn
![]() |
![]() |
![]() |
(28)
|
|
![]() |
![]() |
(29)
|
![]() |
![]() |
![]() |
(30)
|
![]() |
![]() |
![]() |
(31)
|
![]() |
![]() |
![]() |
(32)
|
De karakteristieke functie voor de Poissondistribution is

(Papoulis 1984, pp. 154 en 554), en de cumulant-genererende functie is
![]() |
(34)
|
dus
![]() |
(35)
|
De gemiddelde deviatie van de Poisson-verdeling wordt gegeven door
![]() |
(36)
|
De Poisson-verdeling kan ook worden uitgedrukt in termen van
![]() |
(37)
|
![]() |
(38)
|
De momentgenererende functie van een Poisson-verdeling in twee variabelen wordt gegeven door
![]() |
(39)
|
Als de onafhankelijke variabelen ,
, …,
hebben Poisson-verdelingen met parameters
,
, …,
, dan
![]() |
(40)
|
heeft een Poisson-verdeling met parameter
![]() |
(41)
|
Dit kan worden gezien aangezien de cumulant-genererende functie
![]() |
(42)
|
![]() |
(43)
|
Een generalisatie van de Poisson-verdeling is gebruikt door Saslaw (1989) om de waargenomen clustering van sterrenstelsels in het heelal. De vorm van deze distributie wordt gegeven door
![]() |
(44)
|
waarbij is het aantal sterrenstelsels in een volume
,
,
is de gemiddelde dichtheid van sterrenstelsels, en
, met
is de verhouding tussen gravitatie-energie en kinetische energie van eigenaardige bewegingen, Letting
geeft
![]() |
(45)
|
wat inderdaad een Poisson-verdeling is met . Evenzo geeft
.