在概率论与数理统计中,泊松分布是一种常用的离散型概率分布,常用于描述单位时间内随机事件发生的次数。例如,在一定时间范围内电话呼叫的数量、某地区交通事故的发生次数等都可以用泊松分布来建模。
泊松分布的核心参数是λ(lambda),它表示单位时间或单位面积内事件发生的平均次数。当已知λ的值时,我们可以直接计算出该分布的期望和方差,并进一步求解特定事件的概率。
首先,泊松分布的期望值E(X)等于其参数λ,即:
E(X) = λ
同样,泊松分布的方差Var(X)也等于λ,即:
Var(X) = λ
这表明,泊松分布的期望和方差具有相同的数值,这是其重要的数学特性之一。
接下来,如果我们知道λ的值,如何计算P(X = k),即事件恰好发生k次的概率呢?泊松分布的概率质量函数(PMF)为:
P(X = k) = (e^(-λ) λ^k) / k!
其中,k为非负整数(k = 0, 1, 2, ...),e是自然对数的底(约等于2.71828)。
举个例子,假设某超市平均每小时有5位顾客光临,那么λ=5。如果想知道一小时内恰好有3位顾客来的概率,代入公式可得:
P(X = 3) = (e^(-5) 5^3) / 3! ≈ (0.0067 125) / 6 ≈ 0.1404
因此,该事件发生的概率约为14.04%。
需要注意的是,泊松分布适用于独立事件且发生概率较低的情况。当事件发生频率较高或样本量较大时,可能需要考虑其他分布模型,如正态分布或二项分布。
总结来说,泊松分布的期望和方差均为λ,而概率计算则依赖于其概率质量函数。通过掌握这些基本概念和公式,可以更好地理解和应用泊松分布在实际问题中的价值。