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

(33 )

(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

de snelheid van veranderingen, zodat

(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 .

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *