Poisson-distribution (Svenska)
Med tanke på en Poisson-process, är sannolikheten att få exakt
framgångar i
prövningar med gränsen för en binomial fördelning
| |
(1)
|
Visar fördelningen som en funktion av det förväntade antalet framgångar
| |
(2)
|
istället för provstorlek
för fast
blir ekvation (2) sedan
| |
(3)
|
Låt provstorleken
bli stor, fördelningen närmar sig sedan
| |
|
|
(4)
|
| |
|
|
(5)
|
| |
|
|
(6)
|
| |
|
|
(7)
|
| |
|
|
(8)
|
som är känd som Poisson-fördelningen (Papoulis 1984, sid 101 och 554; Pfeiffer och Schum 1973, s. 200). Observera att provstorleken
helt har tappat bort sannolikhetsfunktionen, som har samma funktionella form för alla värden på
.
Poisson-fördelningen implementeras i WolframLanguage som PoissonDistribution.
Som förväntat normaliseras Poisson-fördelningen så att summan av sannolikheter är lika med 1, eftersom
| |
(9 )
|
Förhållandet mellan sannolikheter ges av
|
(10)
|
Poisson-fördelningen når ett maximum när
| |
(11)
|
där är Euler-Mascheronis konstant och
är ett harmoniskt tal, vilket leder till den transcendentala ekvationen
| |
(12)
|
som inte kan lösas exakt för
.
Den momentgenererande funktionen för Poissonsfördelningen ges av
| |
|
|
(13)
|
| |
|
|
(14)
|
| |
|
|
(15)
|
| |
|
|
(16)
|
| |
|
|
(17)
|
| |
|
|
(18)
|
så
| |
|
|
(19)
|
| |
|
|
(20)
|
(Papoulis 1984, s. 554).
De råa ögonblicken kan också beräknas direkt genom summering, vilket ger en oväntad förbindelse med Bell polynom
och Stirling-nummer av den andra typen
| |
(21)
|
känd som Dobińskis formel.Därför
| |
|
|
(22)
|
| |
|
|
(23)
|
| |
|
|
(24)
|
De centrala momenten kan sedan beräknas som
| |
|
(25)
|
|
| |
|
|
(26)
|
| |
|
|
(27)
|
så medelvärdet, variansen, snedheten och kurtosöverskottet är
| |
|
|
(28)
|
| |
|
|
(29)
|
| |
|
|
(30)
|
| |
|
|
(31)
|
| |
|
|
(32)
|
Den karakteristiska funktionen för Poissondistribution är
(Papoulis 1984, s. 154 och 554) och kumuleringsgenereringsfunktionen är
| |
(34)
|
så
| |
(35)
|
Medelavvikelsen för Poisson-fördelningen ges av
| |
(36)
|
Poisson-fördelningen kan också uttryckas i termer av
| |
(37)
|
| |
(38)
|
Den momentgenererande funktionen för aPoisson-fördelning i två variabler ges av
| |
(39)
|
Om de oberoende variablerna
,
, …,
har Poisson-fördelningar med parametrar
,
, …,
, sedan
| |
(40)
|
har en Poisson-distribution med parameter
| |
(41)
|
Detta kan ses eftersom kumuleringsgenereringsfunktionen är
| |
(42)
|
| |
(43)
|
En generalisering av Poisson-fördelningen har använts av Saslaw (1989) för att modellera det observerade klustret av galaxer i universum. Distributionens form ges av
| |
(44)
|
där
är antalet galaxer i en volym
,
,
är den genomsnittliga densiteten för galaxer, och
, med
är förhållandet mellan gravitationsenergi och den kinetiska energi av märkliga rörelser, att låta
ger
| |
(45)
|
vilket verkligen är en Poisson-distribution med
. På samma sätt ger
.