Калькулятор нормального распределения

Рассчитайте PDF, CDF, вероятности правого хвоста и интервала, а также z-оценку для любого среднего и стандартного отклонения.

Вероятности нормального распределения
Задайте распределение и интервал. Результаты в нижней границе и на всём интервале отображаются вместе.

О нормальном распределении

Нормальное распределение — непрерывная вероятностная модель в форме симметричного колокола. Среднее определяет центр, а стандартное отклонение — разброс вокруг него. Многие ошибки измерений, биологические признаки, сводные результаты тестов и выборочные статистики приблизительно нормальны, поэтому модель играет центральную роль в статистике и анализе данных. Калькулятор принимает любое конечное среднее и положительное стандартное отклонение. Функция плотности вероятности PDF показывает высоту кривой в нижней точке x. Плотность сама по себе не является вероятностью: для непрерывной переменной вероятность точного совпадения с одной точкой равна нулю. Вероятности — это площади под кривой. Функция распределения CDF даёт площадь слева от x, P(X <= x). Правый хвост — дополнительная площадь справа, P(X > x), равная единице минус CDF. Для расчёта диапазона задайте x как нижнюю границу, а верхнюю — не меньше x. Калькулятор вычитает нижнюю накопленную вероятность из верхней. Например, площадь стандартного нормального распределения от нуля до единицы составляет около 0.3413. По симметрии площадь от минус единицы до нуля такая же, поэтому примерно 68.27 процента нормальной совокупности находятся в пределах одного стандартного отклонения от среднего. z-оценка стандартизирует x: из него вычитается среднее, затем результат делится на стандартное отклонение. Ноль совпадает со средним, единица находится на одно стандартное отклонение выше, минус два — на два ниже. Стандартизация позволяет использовать одну нормальную CDF для распределений в разных единицах. Для вычисления площадей применяется хорошо зарекомендовавшая себя численная аппроксимация функции ошибок. Нормальные модели полезны, но не должны применяться автоматически. Сильная асимметрия, тяжёлые хвосты, несколько пиков, жёсткие границы или влиятельные выбросы могут сделать нормальную кривую обманчивой. Нормальная вероятность описывает модель, а не доказывает свойства реальной совокупности. Изучите механизм получения данных и используйте диагностические графики при наличии наблюдений. Для дискретных счётных данных может подойти поправка на непрерывность; биномиальное, пуассоновское, t-распределение или другие модели могут лучше отражать реальный процесс.

Примеры нормального распределения

Типовые расчёты стандартных и нестандартных нормальных распределений.

Распределение и интервалРезультатИнтерпретация
среднее = 0, sigma = 1, x = 0, верхняя граница = 1P(0 <= X <= 1) = 0.34134474Площадь стандартного нормального распределения от среднего до одного стандартного отклонения выше.
среднее = 100, sigma = 15, x = 115, верхняя граница = 130P(115 <= X <= 130) = 0.13590512z-оценки границ равны 1 и 2.
среднее = 70, sigma = 10, x = 60, верхняя граница = 80P(60 <= X <= 80) = 0.68268947Около 68.27% находятся в пределах одного стандартного отклонения от среднего.

Как пользоваться калькулятором нормального распределения

  1. Введите среднее: положительное, отрицательное или нулевое.
  2. Введите строго положительное стандартное отклонение в тех же единицах, что и значения.
  3. Введите нижнее значение x и верхнее значение, задающие интервал вероятности.
  4. Нажмите «Рассчитать», чтобы увидеть плотность, накопленную и хвостовую вероятности, z-оценку и площадь интервала.

Частые вопросы о нормальном распределении

Чем PDF отличается от CDF?

PDF — плотность, или высота кривой в точке. CDF — накопленная вероятность от минус бесконечности до этой точки.

Что означает z-оценка?

Она показывает, на сколько стандартных отклонений значение выше или ниже среднего. Положительные оценки — выше, отрицательные — ниже.

Может ли среднее быть отрицательным?

Да. Среднее нормального распределения может быть любым конечным числом, поскольку оно лишь задаёт положение центра кривой.

Почему стандартное отклонение должно быть положительным?

Нулевой или отрицательный разброс не задаёт обычную нормальную плотность. Поэтому требуется значение строго больше нуля.

Равна ли вероятность одного точного значения PDF?

Нет. Для непрерывной нормальной переменной вероятность одной точной точки равна нулю, а PDF — плотность для расчёта площади на интервале.