泊松分布表 泊松分布图怎么看


故事开始:

在职业生涯的第十年,作为一位自由职业者,你已经逐步在市场上建立了自己的位置。至目前,你的平均年收入稳居在8万美元左右。但今年,你渴望跨越自己的界限,心中默然形成了一个梦想:挣得年薪达到六位数。

在这个关键时刻,你需要探索达成这个目标的可能性,但你并不清楚如何计算这一令人振奋的成就的概率。

在现实世界的各种场景中,企业常常需要预测某个随机事件在未来发生的概率。例如,一家零售商的老板,在平均销售额的基础上,想要预测在某个特殊日子如黑色星期五或双十一等,他们能多赚多少钱。这种预测能帮助他们更精准地预测需求,进而有效储存产品、合理分配员工资源。

我们将深入探讨一种叫做泊松分布的理论。该理论用于模拟上述的情景。我们会学习如何理解其背后的公式以及如何用Python语言进行模拟操作。

让我们开始这段奇妙的旅程之前,希望读者能先了解一些基础的概率论知识。这里我们要先建立对离散概率分布的理解。

我们得明白什么是离散数据。在统计学中,离散数据是通过计数或收集而来的数据类型,它们通常以整数形式出现。比如考试分数、停车场里的汽车数量、医院里的分娩次数等都是离散数据的实例。

接着,我们知道有些随机实验会产生离散的结果。比如抛、掷骰子等。如果我们用一个随机变量X来记录这些离散实验的可能结果,那么这个随机变量就具有了离散概率分布。

概率分布记录了所有可能结果的随机实验。

为了更直观地理解,让我们以抛为例来构建一个概率分布:这听起来很简单。但如果我们想以编程的方式记录这个分布,它可能会以Python列表或Numpy数组的形式出现。

但面对大型实验的许多可能结果时,手动建立这样的分布并计算概率是不可能的。幸运的是,每个概率分布都有自己的公式来计算任何结果的概率。对于离散概率分布,这些公式被称为概率质量函数(PMF)。

我们将通过一个具体案例来探索泊松分布的奥秘。假设你特别喜欢在医院里观察新生儿的情况。据你观察和报告,你知道医院平均每小时有6个新生儿出生。

在你即将出差之前,你想去医院再观察一次。因为你要离开好几个月,所以你想尽可能多地看到新生儿出生。因此你很好奇,在即将起飞前的一小时内,是否有机会看到10个或更多的新生儿出现。

如果我们把观察新生儿看作一个随机实验,那么其结果将遵循经典的泊松分布。这是因为它满足了泊松分布的所有条件:

有一个已知的事件速率:平均每小时有6个新生儿出生;

事件是独立发生的:一个婴儿的出生不会影响下一个婴儿的出生时间;

已知的出生率随时间是恒定的:平均每小时婴儿的数量不会随时间变化;

两个事件不会在同一时刻发生:每个结果都是离散的。

泊松分布在企业中具有广泛的商业价值和应用场景。企业经常用它来预测某一天的销售额或客户数量等关键指标,因为他们已经知道平均每日的水平了。准确的预测能帮助企业做出更好的决策,比如生产、调度或人员配备等。如果库存过多可能导致销售活动减少或失去商机;如果库存不足则可能失去潜在的销售额和客户信任。

简而言之,泊松分布主要帮助我们理解在固定时间间隔内某事件发生的概率是否大于或小于已知的平均速率(通常表示为λ)。其概率质量函数为:其中每个字母都代表了特定的数学含义和作用范围。使用这个公式我们可以计算出看到10个新生儿已知平均出生率为6的概率是多少等等诸多场景下概率值计算问题所在即是一种量化方致对于认识问题和做出决策而言显得非常有帮助也即认识它的可能性更胜于知识地告诉你只能达到特定结果的精准率呢这种更具描述性没有理论而在于实践经验也很重要故需同时加以利用。 即使有已知的速率(平均值),这也只是事件的近似频率,实际事件的发生可能完全是随机的——你可能观察到两个新生儿的背靠背出生或者要等很久才看到一个新生儿出现等各种各样的情况都有可能发生呢!不过这都不影响泊松分布的应用性啊~ 在实践中λ的速率可能并不总是恒定不变的但是即使条件不满足我们仍然可以认为分布是泊松分布因为泊松分布足够接近真实情况可以模拟实际情况的行为结果 。使用numpy工具从泊松分布中模拟或抽取样本变得异常简单只需要按照既定参数进行设置操作即可获得需要的数据啦!让我们来看看具体是如何操作的吧……