主要内容

伽马分布

概述

伽马分布是一个双参数曲线族。伽玛分布对指数分布随机变量的和建模,并推广卡方分布和指数分布。

统计和机器学习工具箱™提供了几种方法来处理伽玛分布。

  • 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。

  • 与伽玛分布交互工作,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),使用指定的分布参数。特定于分布的函数可以接受多个伽玛分布的参数。

  • 使用一般分布函数(提供icdfpdf随机),使用指定的分布名称(“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

标准伽马分布具有单位尺度。

两个带有形状参数的随机变量的和一个1而且一个2都有比例参数b是一个随机变量的形状参数一个一个1+一个2和比例参数b

参数估计

似然函数概率密度函数(pdf)被视为参数的函数。的最大似然估计(MLEs)是使的固定值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 ¯ 样本是样本的均值吗x1x2、……xn而且Ψ是函数吗ψ

要使伽玛分布适合数据并找到参数估计,请使用gamfitfitdist,或大中型企业.不像gamfit而且大中型企业,返回参数估计值,fitdist返回拟合的概率分布对象GammaDistribution.对象属性一个而且b存储参数估计值。

有关示例,请参见拟合伽玛分布到数据

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Gamma函数。

有关示例,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有参数的伽玛分布的一次观测的概率是多少一个而且b落在区间[0]内x]。

有关示例,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

伽玛分布的逆累积分布函数(icdf)以伽玛cdf表示

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测到一个而且b落在[0]范围内x有概率地p

上述积分方程没有已知的解析解。gaminv使用迭代方法(牛顿法)收敛于解。

描述性统计

分布的均值是一个b

分布的方差是一个b2

例子

拟合伽玛分布到数据

生成One hundred.有形状的随机数3.和规模5

X = gamnd (3,5,100,1);

用伽玛分布拟合数据fitdist

Pd = fitdist(x,“伽马”
伽玛分布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。

估计参数一个而且b使用分布函数。

[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] = mle(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

用几个形状和尺度参数计算伽马分布的pdf。

X = 0:0.1:50;Y1 = gampdf(x,1,10);Y2 = gampdf(x,3,5);Y3 = gampdf(x,6,4);

绘制pdf文件。

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

图中包含一个轴对象。axis对象包含3个line类型的对象。这些物体分别代表a = 1, b = 10, a = 3, b = 5, a = 6, b = 4。

计算伽马分布cdf

计算带有若干形状和尺度参数的伽玛分布的cdfs。

X = 0:0.1:50;Y1 = gamcdf(x,1,10);Y2 = gamcdf(x,3,5);Y3 = gamcdf(x,6,4);

绘制cdfs。

图;情节(x, y₁)Plot (x,y2) Plot (x,y3)保留包含(“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”

图中包含一个轴对象。axis对象包含3个line类型的对象。这些物体分别代表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 还有缩放参数 b .对于大的 一个 时,伽玛分布近似于具有均值的正态分布 μ ab 和方差 σ 2 一个 b 2

计算带有参数的伽玛分布的pdfA = 100而且B = 5

A = 100;B = 5;X = 250:750;Y_gam = gampdf(x,a,b);

为了进行比较,计算伽玛近似的正态分布的平均值、标准差和pdf。

= a*b
Mu = 500
=√(a*b^2)
σ = 50
Y_norm = normpdf(x,mu,sigma);

在同一图上绘制伽马分布和正态分布的pdf。

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

图中包含一个轴对象。标题为Gamma和Normal pdf的axis对象包含2个类型为line的对象。这些物体代表伽玛分布,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(第二个形状参数)。如果X1而且X2有带有形状参数的标准伽马分布吗一个1而且一个2分别,然后 Y X 1 X 1 + X 2 有形状参数的beta分布吗一个1而且一个2

  • 卡方分布-卡方分布是具有参数的单参数连续分布ν(自由度)。卡方分布等于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)。指数分布等于一个= 1而且bμ.的和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分布是带形状参数的双参数连续分布µ和比例参数ω.如果x有中神分布吗x2有一个分布一个μ而且一个bω

  • 正态分布-正态分布是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,伽玛分布接近于正态分布μ一个b而且σ2一个b2.有关示例,请参见比较伽玛分布和正态分布pdf

参考文献

米尔顿·阿布拉莫维茨和艾琳·a·斯特根编。数学函数手册:公式,图表和数学表格.9.多佛打印。[Nachdr。Ausg。冯1972]。多佛数学书籍。纽约,纽约州:Dover Publ, 2013。

[2]埃文斯,梅兰,尼古拉斯·黑斯廷斯和布莱恩·皮科克。统计分布.第二版,纽约:J. Wiley出版社,1993年。

[3]哈恩,杰拉德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年。

罗利斯,杰拉德·F。寿命数据的统计模型和方法.第二版,概率与统计中的威利级数。霍博肯,新泽西州:Wiley-Interscience, 2003年。

[5]米克尔,威廉Q.和路易斯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年。

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另请参阅

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