二项分布、指数分布与泊松分布的关系

1、泊松分布

由法国数学家西莫恩·德尼·泊松(Siméon-Denis Poisson)在1838年时发表;

若X服从参数为的泊松分布,记为X~P(),

泊松分布的概率分布函数:

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参数λ是单位时间(或单位面积)内随机事件的平均发生率。

统计学上,满足三个条件,即可用泊松分布

(1)小概率事件,两次以上事件发生概率趋于0;(2)事件发生的概率独立且互不影响;(3)发生概率时稳定的;

Poisson分布主要用于描述在单位时间(空间)中稀有事件的发生数,例如:

  1.放射性物质在单位时间内的放射次数;

  2.在单位容积充分摇匀的水中的细菌数;

  3.野外单位空间中的某种昆虫数等。

二、二项分布

记作ξ~B(n,p) 
期望:Eξ=np 
方差:Dξ=npq

三、二项分布和泊松分布的关系(泊松分布的来源(泊松小数定律)

在二项分布的n次伯努利试验中,如果试验次数n很大,二项分布的概率p很小,且乘积λ= n p比较适中,则事件出现的次数的概率可以用泊松分布来逼近。事实上,二项分布可以看作泊松分布在离散时间上的对应物。

回顾e的定义:

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二项分布的定义:

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如果令p=λ/n, p趋于无穷时的极限:

二项分布、指数分布与泊松分布的关系_第1张图片

四、泊松分布与指数分布

泊松过程是一种重要的随机过程,适合于描述单位时间内随机事件发生的次数。泊松过程中,第k次随机事件与第k+1次随机事件出现的时间间隔服从指数分布。这是因为,第k次随机事件之后长度为t的时间段内,第k+1次随机事件出现的概率等于1减去这个时间段内没有随机事件出现的概率。而根据泊松过程的定义,长度为t的时间段内没有随机事件出现的概率等于

在此输入图片描述

所以第k次随机事件之后长度为t的时间段内,第k+1次随机事件出现的概率等于,这是指数分布。这还表明了泊松过程的无记忆性。

五、最大似然估计

6、 
指数分布比幂分布趋近0的速度慢很多,所以有一条很长的尾巴。指数分布很多时候被认为是长尾分布。互联网网页链接的出度入度符合指数分布。

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