Dystrybucja Poissona
Biorąc pod uwagę proces Poissona, prawdopodobieństwo uzyskania dokładnie sukcesów w próbach jest określone przez granicę rozkładu dwumianowego
(1)
|
Wyświetlanie rozkładu jako funkcji oczekiwanej liczby sukcesów
(2)
|
zamiast rozmiaru próbki dla ustalonego , równanie (2) staje się
(3)
|
Jeśli rozmiar próbki stanie się duży, dystrybucja zbliża się do
(4)
|
|||
(5)
|
|||
(6)
|
|||
(7)
|
|||
(8)
|
znany jako rozkład Poissona (Papoulis 1984, str. 101 i 554; Pfeiffer i Schum 1973, s. 200). Zwróć uwagę, że wielkość próby całkowicie wypadła z funkcji prawdopodobieństwa, która ma taką samą postać funkcjonalną dla wszystkich wartości .
Rozkład Poissona jest zaimplementowany w języku WolframLanguage jako PoissonaDistribution.
Zgodnie z oczekiwaniami rozkład Poissona jest znormalizowany, tak że suma prawdopodobieństw jest równa 1, ponieważ
(9 )
|
Współczynnik prawdopodobieństw jest określony wzorem
(10)
|
Rozkład Poissona osiąga maksimum, gdy
(11)
|
gdzie to stała Eulera-Mascheroniego, a to liczba harmoniczna prowadząca do równania transcendentalnego.
(12)
|
, którego nie można dokładnie rozwiązać dla .
Funkcja generująca momenty rozkładu Poissona jest określona wzorem
(13)
|
|||
(14)
|
|||
(15)
|
|||
(16)
|
|||
(17)
|
|||
(18)
|
więc
(19)
|
|||
(20)
|
(Papoulis 1984, s. 554).
Nieprzetworzone momenty można również obliczyć bezpośrednio poprzez sumowanie, co daje nieoczekiwane połączenie z wielomianem Bella i liczbami Stirlinga drugiego rodzaju,
(21)
|
znany jako formuła Dobińskiego.Dlatego
(22)
|
|||
(23)
|
|||
(24)
|
Centralne momenty można następnie obliczyć jako
(25)
|
|||
(26)
|
|||
(27)
|
więc średnia, wariancja, skośność i nadmiar kurtozy wynoszą
(28)
|
|||
|
(29)
|
||
(30)
|
|||
(31)
|
|||
(32)
|
Charakterystyczną funkcją Poissondistribution jest
(Papoulis 1984, str. 154 i 554), a funkcją generującą kumulację jest
(34)
|
więc
(35)
|
Średnie odchylenie rozkładu Poissona jest określone przez
(36)
|
Rozkład Poissona można również wyrazić jako
(37)
|
(38)
|
Funkcja generująca momenty rozkładu Poissona w dwóch zmiennych jest określona wzorem
(39)
|
Jeśli zmienne niezależne , , …, mają rozkłady Poissona z parametrami , , …, , a następnie
(40)
|
ma rozkład Poissona z parametrem
(41)
|
Widać to, ponieważ funkcją generującą kumulację jest
(42)
|
(43)
|
Uogólnienie rozkładu Poissona zostało użyte przez Sasława (1989) do modelowania obserwowane gromady galaktyk we Wszechświecie. Formę tej dystrybucji określa
(44)
|
gdzie to liczba galaktyk w objętości , , to średnia gęstość galaktyk, a , gdzie to stosunek energii grawitacyjnej do kinetyki energia dziwnych ruchów, Pozwalanie daje
(45)
|
co jest rzeczywiście rozkładem Poissona z . Podobnie, zezwolenie na daje .