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 .