主要内容

伽马分布

概述

伽马分布是两个参数曲线族。伽马分布模型的指数分布的随机变量和概括卡方和指数分布。

统计和机器学习工具箱™提供了几个与伽马分布的方法。

  • 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)或通过指定参数值(makedist)。然后,使用对象函数来评估分布,生成随机数,等等。

  • 使用伽马分布交互使用分布更健康应用。您可以导出一个对象从应用程序和使用对象的功能。

  • 使用特定功能(gamcdf,gampdf,gaminv,gamlike,gamstat,gamfit,gamrnd,randg)与指定的分布参数。特定函数可以接受多个伽马分布的参数。

  • 使用泛型分布函数(提供,icdf,pdf,随机与指定名称(分布)“伽马”)和参数。

参数

伽马分布使用以下参数。

参数 描述 万博1manbetx
一个 形状 一个> 0
b 规模 b> 0

标准伽马分布单元规模。

两个伽马随机变量之和与形状参数一个1一个2与尺度参数b是一个γ和形状参数随机变量吗一个=一个1+一个2和尺度参数b

参数估计

似然函数是概率密度函数(pdf)视为一个函数的参数。的最大似然估计(ml)的参数估计,最大似然函数是固定的值x

的最大似然估计一个b伽马分布的联立方程的解决方案万博 尤文图斯

日志 一个 ^ ψ ( 一个 ^ ) = 日志 ( x ¯ / ( = 1 n x ) 1 / n ) b ^ = x ¯ 一个 ^

在哪里 x ¯ 样本均值,样本吗x1,x2、…xn,Ψ是双函数ψ

以适应伽马分布数据和找到参数估计,使用gamfit,fitdist,或大中型企业。不像gamfit大中型企业返回参数的估计,fitdist返回合适的概率分布对象GammaDistribution。对象属性一个b存储参数估计。

例如,看到的符合伽马分布数据

概率密度函数

伽马分布的pdf

y = f ( x | 一个 , b ) = 1 b 一个 Γ ( 一个 ) x 一个 1 e x b ,

Γ(·)是伽玛函数。

例如,看到的计算伽马分布pdf

累积分布函数

累积分布函数(cdf)伽马分布的

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的概率是一个观察从伽马分布参数一个b落在区间[0x]。

例如,看到的计算伽马分布提供

γcdf完整伽马函数有关gammainc通过

f ( x | 一个 , b ) = gammainc ( x b , 一个 )

逆累积分布函数

逆伽马分布的累积分布函数(icdf)γcdf而言

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是这样一个观测值从伽马分布参数一个b落在区间[0x)的概率p

前面的积分方程没有解析解。gaminv使用迭代方法(牛顿法)的收敛解。

描述性统计

伽马分布的均值一个b

伽马分布的方差一个b2

例子

符合伽马分布数据

生成一个样本One hundred.γ随机数与形状3和规模5

x = gamrnd (5100,1);

符合伽马分布数据使用fitdist

pd = fitdist (x,“伽马”)
pd = GammaDistribution伽马分布b = 2.7783 (2.1374, 3.61137) = 5.73438 (4.30198, 7.64372)

fitdist返回一个GammaDistribution对象。旁边的间隔参数估计的95%置信区间的分布参数。

估计的参数一个b使用分布函数。

[muhat, muci] = gamfit (x)%分配特定的函数
muhat =1×22.7783 - 5.7344
muci =2×22.1374 4.3020 3.6114 7.6437
[muhat2, muci2] =大中型企业(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

计算的pdf文件伽马分布与几个形状和尺度参数。

x = 0:0.1:50;日元= gampdf (x 1 10);y2 = gampdf (x, 3、5);y3 = gampdf (x 6 4);

绘制pdf文档。

图;情节(x, y₁)情节(x, y2)情节(x, y3)包含(“观察”)ylabel (的概率密度)传说(“a = 1, b = 10”,“一个= 3,b = 5”,“= 6,b = 4”)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含观察,ylabel概率密度包含3线类型的对象。这些对象代表a = 1, b = 10, = 3, b = 5, = 6, b = 4。

计算伽马分布提供

cdfs伽马分布的计算与几个形状和尺度参数。

x = 0:0.1:50;日元= gamcdf (x 1 10);y2 = gamcdf (x, 3、5);y3 = gamcdf (x 6 4);

绘制cdfs。

图;情节(x, y₁)情节(x, y2)情节(x, y3)包含(“观察”)ylabel (“累积概率”)传说(“a = 1, b = 10”,“一个= 3,b = 5”,“= 6,b = 4”,“位置”,“西北”)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含观察,ylabel累积概率包含3线类型的对象。这些对象代表a = 1, b = 10, = 3, b = 5, = 6, b = 4。

比较γ和正态分布的pdf文件

伽马分布形状参数 一个 和尺度参数 b 。对于一个大 一个 伽马分布与意思密切接近正态分布 μ = ab 和方差 σ 2 = 一个 b 2

计算pdf伽马分布的参数一个= 100b = 5

一个= 100;b = 5;x = 250:750;y_gam = gampdf (x, a, b);

相比之下,计算均值,标准差,pdf伽马近似的正态分布。

μa * b =
μ= 500
σ=√6 (a * b ^ 2)
σ= 50
y_norm = normpdf (x,μ、σ);

情节的pdf文件伽马分布和正态分布在同一图。

情节(x, y_gam,“- - -”,x, y_norm“-”。)标题(“伽玛和正常的pdf文档”)包含(“观察”)ylabel (的概率密度)传说(伽马分布的,“正态分布”)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象标题γ和正常的pdf文档,包含观察,ylabel概率密度包含2线类型的对象。这些对象代表伽马分布,正态分布。

正态分布近似的pdf伽马分布的pdf。

相关的分布

  • 贝塔分布——β分布是两个参数的连续分布参数一个(第一形状参数)b(第二形状参数)。如果X1X2标准伽马分布形状参数吗一个1一个2分别,然后 Y = X 1 X 1 + X 2 有一个β分布形状参数一个1一个2

  • 卡方分布卡方分布是一个单参数连续分布参数ν(自由度)。卡方分布等于伽马分布2=νb=2

  • 指数分布——是一个单参数指数分布参数的连续分布μ(的意思)。指数分布等于伽马分布一个= 1b=μ。的总和k指数分布的随机变量与的意思μ伽马分布的参数一个=kμ=b

  • Nakagami分布——Nakagami分布是两个参数和形状参数连续分布µ和尺度参数ω。如果x有一个Nakagami分布呢x2有一个伽马分布一个=μ一个b=ω

  • 正态分布正态分布是一个两个参数连续分布参数μ(意味着)σ(标准差)。当一个大,伽马分布密切接近正态分布μ=一个bσ2=一个b2。例如,看到的比较γ和正态分布的pdf文件

引用

[1]阿布拉莫维茨、弥尔顿和艾琳a . Stegun eds。数学函数的手册:公式、图、表和数学。9。多佛打印。[Nachdr。Ausg。冯1972]。多佛关于数学的书。纽约,纽约州:多佛出版,2013年。

[2]埃文斯Merran,尼古拉斯•黑斯廷斯和布莱恩孔雀。统计分布。第二版。纽约:j·威利,1993年。

[3]哈恩,杰拉尔德·J。,和Samuel S. Shapiro.统计模型在工程。威利经典图书馆。纽约:威利,1994年。

[4]无法无天,Jerald F。寿命数据的统计模型和方法。第二版。威利系列概率和统计。霍博肯,N。J: Wiley-Interscience, 2003。

[5]米克,威廉问。,路易斯·a·Escobar。可靠性数据的统计方法。威利系列概率和统计。应用概率统计部分。纽约:威利,1998年。

[6]马、乔治和围Wan曾荫权。“一个简单的方法来生成γ变量。”ACM交易的数学软件26日,没有。3(2000年9月1日):363 - 72。https://doi.org/10.1007/978 - 1 - 4613 - 8643 - 8

另请参阅

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