statistics

正規分布

正規分布(ガウス分布)は、その平均 μ と標準偏差 σ によって完全に記述される釣鐘形の確率曲線である。統計学の多くの基礎をなす。

正規分布(またはガウス分布)は、象徴的な釣鐘形の連続確率分布である。その密度関数:

f(x)=1σ2πexp ⁣((xμ)22σ2)f(x) = \frac{1}{\sigma\sqrt{2\pi}} \exp\!\left(-\frac{(x - \mu)^2}{2\sigma^2}\right)

は二つのパラメータ、平均 μ\mu(位置)と標準偏差 σ\sigma(散らばり)によって完全に決まる。

主な性質:

  • μ\mu について対称。
  • 68-95-99.7 則:値の約 68%68\%1σ1\sigma 以内、95%95\%2σ2\sigma 以内、99.7%99.7\%3σ3\sigma 以内。
  • 標準正規分布 N(0,1)N(0, 1) は標準的な基準であり、任意の正規分布は z=(xμ)/σz = (x - \mu)/\sigma によって標準化できる。

正規分布が至るところに現れるのは中心極限定理による:多数の独立な確率変数の和は、個々の分布によらず正規分布に近づく。これにより、測定誤差・IQ・身長・試験得点の既定のモデルとなり、信頼区間・仮説検定・ガウス過程の基礎となっている。