貝塔分布計算機
依形狀參數計算貝塔分布的PDF、CDF、平均數、變異數與眾數。
貝塔分布特性
輸入正數alpha與beta參數,以及零至一之間的求值點。
關於貝塔分布
貝塔分布是定義於零至一區間的連續機率分布。兩個正的形狀參數通常稱為alpha與beta,用來控制分布形狀。這種彈性使其適合對機率、比例、轉換率、可靠度及其他具有自然上下界的量建模。當alpha與beta皆為一時,密度均勻;兩者相等且大於一時,形成對稱峰形;兩者不相等時,則形成左偏或右偏分布。
機率密度函數為x的(alpha−一)次方乘上(一−x)的(beta−一)次方,再除以貝塔函數B(alpha, beta)。密度描述某點附近的相對集中程度,本身不是連續變數恰好取該值的機率。累積分布函數表示服從貝塔分布的隨機變數小於或等於x的機率。本計算機以正規化不完全貝塔函數計算CDF,並提供指定點的PDF與CDF。
數個實用統計量可直接由形狀參數求得。平均數為alpha除以(alpha+beta)。變異數為alpha乘以beta,再除以[(alpha+beta)的平方乘以(alpha+beta+一)]。當兩個參數皆大於一時,區間內部的眾數為(alpha−一)除以(alpha+beta−二)。若任一參數不大於一,最大密度可能位於單一邊界或兩端邊界,因此計算機將這個簡單的內部眾數標示為未定義。
貝塔分布在貝氏推論中扮演重要角色,因為它是伯努利與二項概似的共軛先驗。先驗Beta(alpha, beta)經s次成功與f次失敗更新後,成為Beta(alpha + s, beta + f)。這可建立易於解釋且有效率的比率機率模型,表達不確定性,而非只給點估計。此分布也用於專案建模、次序統計量與隨機數生成。請依應用選擇參數,並記得alpha與beta是形狀參數,不是機率。使用PDF比較相對密度、CDF求門檻機率,並用動差概括位置與分散程度。
貝塔分布範例
以下參數組合展示常見的對稱與偏斜形狀。
| 參數 (α, β, x) | 部分結果 | 形狀 |
|---|---|---|
| 2, 2, 0.5 | PDF 1.5;CDF 0.5;平均數0.5 | 以二分之一為中心的對稱峰形。 |
| 2, 5, 0.3 | PDF 2.1609;CDF 0.579825;平均數0.285714 | 集中於較小值附近的右偏分布。 |
| 5, 2, 0.7 | PDF 2.1609;CDF 0.420175;平均數0.714286 | Beta(2, 5)的鏡像。 |
如何計算貝塔分布機率
- 輸入正的alpha形狀參數。
- 輸入正的beta形狀參數。
- 輸入零至一之間的x值,作為分布求值點。
- 選取「計算分布」,查看密度、累積機率與摘要統計量。
常見問題
alpha與beta控制什麼?
它們控制分布的集中與偏斜程度。兩者的相對大小使機率質量偏向零或一,總和較大時通常分散程度較小。
PDF可以大於一嗎?
可以。機率密度能超過一,因為機率由曲線下的面積表示。零至一區間的總面積仍恰好為一。
CDF結果代表什麼?
CDF是服從貝塔分布的變數小於或等於輸入x值的機率,始終介於零與一之間。
為什麼眾數可能未定義?
常見的內部眾數公式要求兩個形狀參數都大於一。其他參數組合的最大密度位於單一邊界或兩端邊界。
貝塔分布如何用於貝氏分析?
它常用來表示未知伯努利成功機率的不確定性。成功與失敗次數可直接更新兩個形狀參數。