主要内容

伽马分布

概述

伽马分布是一个双参数曲线族。伽马分布模型是指数分布随机变量的总和,并推广卡方分布和指数分布。

统计和机器学习工具箱™提供了几种处理伽马分布的方法。

  • 创建一个概率分布对象GammaDistribution通过拟合样本数据的概率分布(fitdist)或指定参数值(makedist).然后,使用对象函数计算分布,生成随机数,等等。

  • 与伽马分布交互工作,使用分布更健康您可以从app中导出对象并使用对象函数。

  • 使用特定于分布的函数(gamcdfgampdfgaminvgamlikegamstatgamfitgamrndrandg)和指定的分布参数。分布特定函数可以接受多个伽玛分布的参数。

  • 使用通用分布函数(提供icdfpdf随机),并附有指定的发行版名称(“伽马”)和参数。

参数

伽马分布使用以下参数。

参数 描述 金宝app
一个 形状 一个> 0
b 规模 b> 0

标准伽马分布有单位尺度。

两个带有形状参数的随机变量的和一个1而且一个2都带有比例参数b是带有形状参数的随机变量吗一个一个1+一个2和尺度参数b

参数估计

似然函数是否将概率密度函数(pdf)视为参数的函数。的最大似然估计的似然函数最大化的参数估计x

的极大似然估计一个而且b分布是联立方程的解金宝搏官方网站

日志 一个 ψ 一个 日志 x ¯ / 1 n x 1 / n b x ¯ 一个

在哪里 x ¯ 样本的均值是多少x1x2、……xn而且Ψ是函数吗ψ

要拟合伽马分布到数据和找到参数估计,使用gamfitfitdist,或大中型企业.不像gamfit而且大中型企业,返回参数估计,fitdist返回拟合的概率分布对象GammaDistribution.对象属性一个而且b存储参数估计。

示例请参见拟合伽玛分布与数据

概率密度函数

分布的pdf是

y f x | 一个 b 1 b 一个 Γ 一个 x 一个 1 e x b

其中Γ(·)是函数。

示例请参见计算伽马分布pdf

累积分布函数

伽马分布的累积分布函数cdf为

p F x | 一个 b 1 b 一个 Γ 一个 0 x t 一个 1 e t b d t

结果p有参数的伽马分布的单个观测的概率是多少一个而且b落在区间[0x]。

示例请参见计算伽马分布cdf

cdf与不完全函数有关gammainc通过

f x | 一个 b gammainc x b 一个

逆累积分布函数

关于伽马分布的逆累积分布函数(icdf)是

x F 1 p | 一个 b x F x | 一个 b p

在哪里

p F x | 一个 b 1 b 一个 Γ 一个 0 x t 一个 1 e t b d t

结果x这个值是否可以从带有参数的伽玛分布中观察到一个而且b在[0]的范围内x)的概率p

上述积分方程没有已知的解析解。gaminv使用迭代方法(牛顿方法)来收敛于解。

描述性统计

分布的平均值是一个b

分布的方差是一个b2

例子

拟合伽玛分布与数据

生成一个One hundred.有形状的随机数3.和规模5

x = gamrnd (5100,1);

拟合伽马分布的数据使用fitdist

pd = fitdist (x,“伽马”
伽马分布a = 2.7783 [2.1374, 3.61137] b = 5.73438 [4.30198, 7.64372]

fitdist返回一个GammaDistribution对象。参数估计值旁边的区间是分布参数的95%置信区间。

估计的参数一个而且b利用分布函数。

[muhat, muci] = gamfit (x)分布特定函数
muhat =1×22.7783 - 5.7344
muci =2×22.1374 4.3020 3.6114 7.6437
[muhat2, muci2] =大中型企业(x,“分布”“伽马”%泛型函数
muhat2 =1×22.7783 - 5.7344
muci2 =2×22.1374 4.3020 3.6114 7.6437

计算伽马分布pdf

计算带有几个形状和尺度参数的伽马分布的pdf。

x = 0:0.1:50;日元= gampdf (x 1 10);y2 = gampdf (x, 3、5);y3 = gampdf (x 6 4);

绘制pdf文档。

图;情节(x, y₁)情节(x, y2)情节(x, y3)包含(“观察”) ylabel (的概率密度)传说('a = 1, b = 10''a = 3, b = 5''a = 6, b = 4'

图中包含一个axes对象。坐标轴对象包含3个line类型的对象。这些对象表示a = 1, b = 10, a = 3, b = 5, a = 6, b = 4。

计算伽马分布cdf

计算带有几个形状和尺度参数的伽马分布的cdfs。

x = 0:0.1:50;日元= gamcdf (x 1 10);y2 = gamcdf (x, 3、5);y3 = gamcdf (x 6 4);

绘制cdfs。

图;情节(x, y₁)情节(x, y2)情节(x, y3)包含(“观察”) ylabel (“累积概率”)传说('a = 1, b = 10''a = 3, b = 5''a = 6, b = 4'“位置”“西北”

图中包含一个axes对象。坐标轴对象包含3个line类型的对象。这些对象表示a = 1, b = 10, a = 3, b = 5, a = 6, b = 4。

比较伽玛分布和正态分布pdf

伽马分布有形状参数 一个 和比例参数 b .对于一个大 一个 时,γ分布近似于带均值的正态分布 μ ab 和方差 σ 2 一个 b 2

计算带有参数的伽马分布的pdf一个= 100而且b = 5

一个= 100;b = 5;x = 250:750;y_gam = gampdf (x, a, b);

为了比较,计算平均值,标准偏差,和pdf的正态分布近似。

μa * b =
μ= 500
σ=√6 (a * b ^ 2)
σ= 50
y_norm = normpdf (x,μ、σ);

在同一幅图上绘制伽马分布和正态分布的pdf图。

情节(x, y_gam,“- - -”, x, y_norm“-”。)标题('Gamma和Normal pdf ')包含(“观察”) ylabel (的概率密度)传说(伽马分布的“正态分布”

图中包含一个axes对象。标题为Gamma和Normal pdf的axis对象包含两个类型为line的对象。这些物体代表伽马分布,正态分布。

正态分布的pdf近似于伽马分布的pdf。

相关的分布

  • 贝塔分布beta分布是一个有参数的双参数连续分布一个(第一个形状参数)和b(第二形状参数)。如果X1而且X2是否有带有形状参数的标准伽马分布一个1而且一个2分别,然后 Y X 1 X 1 + X 2 有一个带有形状参数的分布吗一个1而且一个2

  • 卡方分布-卡方分布是一个有参数的单参数连续分布ν(自由度)。卡方分布等于分布2ν而且b2

  • 指数分布指数分布是具有参数的单参数连续分布μ(的意思)。指数分布等于分布一个= 1而且bμ.的总和k具有均值的指数分布随机变量μ伽马分布有参数吗一个k而且μb

  • Nakagami分布- Nakagami分布是一个带形状参数的双参数连续分布µ和尺度参数ω.如果x有中上分布,那么呢x2有伽马分布一个μ而且一个bω

  • 正态分布—正态分布是一个有参数的双参数连续分布μ(意味着)σ(标准差)。当一个是大的,分布接近于正态分布μ一个b而且σ2一个b2.示例请参见比较伽玛分布和正态分布pdf

参考文献

[1]阿布拉莫维茨,米尔顿,艾琳·a·斯特根,编。数学函数手册:有公式,图和数学表.9.多佛打印。[Nachdr。Ausg。冯1972]。多佛数学丛书。纽约,纽约州:多佛出版社,2013。

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[3]哈恩,杰拉尔德J.和塞缪尔S.夏皮罗。工程统计模型.威利经典图书馆。纽约:Wiley, 1994。

[4]劳里斯,杰拉尔德F。寿命数据的统计模型和方法.第2版,概率与统计中的威利级数。霍博肯,新泽西州:威利- interscience, 2003。

[5]米克尔,威廉·Q,路易斯·a·埃斯科瓦尔。可靠性数据的统计方法.概率与统计中的威利级数。应用概率与统计科。纽约:Wiley, 1998。

[6] Marsaglia, George和Wai Wan Tsang。生成Gamma变量的简单方法ACM数学软件汇刊26日,没有。3(2000年9月1日):363-72。https://doi.org/10.1007/978-1-4613-8643-8

另请参阅

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