Poisson-Verteilung

Bei einem Poisson-Prozess ist die Wahrscheinlichkeit, in -Versuchen genau Erfolge zu erzielen, durch die Grenze einer Binomialverteilung

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Anzeigen der Verteilung als Funktion der erwarteten Anzahl von Erfolgen

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anstelle der Stichprobengröße für festes wird Gleichung (2) dann zu

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Wenn die Stichprobengröße groß wird, nähert sich die Verteilung

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, bekannt als Poisson-Verteilung (Papoulis 1984, S. 101 und 554; Pfeiffer und Schum 1973, p. 200). Beachten Sie, dass die Stichprobengröße vollständig aus der Wahrscheinlichkeitsfunktion herausgefallen ist, die für alle Werte von dieselbe funktionale Form hat.

Die Poisson-Verteilung wird in der WolframLanguage als PoissonDistribution implementiert.

Wie erwartet wird die Poisson-Verteilung so normalisiert, dass die Summe der Wahrscheinlichkeiten gleich 1 ist, da

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Das Wahrscheinlichkeitsverhältnis wird durch

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Die Poisson-Verteilung erreicht ein Maximum, wenn

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wobei ist die Euler-Mascheroni-Konstante und ist eine harmonische Zahl, die zur transzendentalen Gleichung

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, die nicht genau für gelöst werden kann.

Die momentgenerierende Funktion der Poisson-Verteilung ist gegeben durch

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also

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(Papoulis 1984, p. 554).

Die Rohmomente können auch direkt durch Summation berechnet werden, was eine unerwartete Verbindung mit dem Bell-Polynom und Stirling-Zahlen der zweiten Art ergibt.

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bekannt als Dobińskis Formel.Daher

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Die zentralen Momente können dann als

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Mittelwert, Varianz, Schiefe und Kurtosisüberschuss sind also

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Die charakteristische Funktion für die Poissondistribution ist

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(Papoulis 1984, S. 154 und 554), und die Funktion zur Erzeugung von Kumulanten ist

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also

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Die mittlere Abweichung der Poisson-Verteilung wird durch

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Die Poisson-Verteilung kann auch als

die Änderungsrate, so dass

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Die momenterzeugende Funktion der Poisson-Verteilung in zwei Variablen wird durch

angegeben
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Wenn die unabhängigen Variablen , , …, haben Poisson-Verteilungen mit den Parametern , , …, , dann

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hat eine Poisson-Verteilung mit dem Parameter

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Dies ist zu sehen, da die Funktion zur Erzeugung von Kumulanten

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Eine Verallgemeinerung der Poisson-Verteilung wurde von Saslaw (1989) zur Modellierung verwendet die beobachtete Häufung von Galaxien im Universum. Die Form dieser Verteilung wird durch

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wobei ist die Anzahl der Galaxien in einem Volumen , , ist die durchschnittliche Dichte von Galaxien und mit ist das Verhältnis von Gravitationsenergie zu Kinetik Energie von besonderen Bewegungen. Wenn Sie lassen, erhalten Sie

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Dies ist in der Tat eine Poisson-Distribution mit . In ähnlicher Weise ergibt das Teilen von .

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