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

(33 )

(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

tempo zmian, tak aby

(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 .

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *