statistics

Нормальное распределение

Нормальное (гауссово) распределение — это колоколообразная кривая вероятности, полностью описываемая своим средним μ и стандартным отклонением σ. Основа значительной части статистики.

Нормальное распределение (или гауссово) — это знаменитое колоколообразное непрерывное распределение вероятностей. Его плотность:

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

полностью определяется двумя параметрами: средним μ\mu (положение) и стандартным отклонением σ\sigma (разброс).

Ключевые свойства:

  • Симметрично относительно μ\mu.
  • Правило 68-95-99.7: 68%\approx 68\% значений в пределах 1σ1\sigma, 95%95\% в пределах 2σ2\sigma, 99,7%99{,}7\% в пределах 3σ3\sigma.
  • Стандартное нормальное распределение N(0,1)N(0, 1) — каноническая опора; любое нормальное распределение можно стандартизировать через z=(xμ)/σz = (x - \mu)/\sigma.

Нормальное распределение возникает повсюду из-за центральной предельной теоремы: сумма многих независимых случайных величин стремится к нормальной независимо от их индивидуальных распределений. Это делает его моделью по умолчанию для погрешностей измерений, IQ, роста, экзаменационных баллов и основой доверительных интервалов, проверки гипотез и гауссовских процессов.