概念及特征:
一、正態分布的概念
由一般分布的頻數表資料所繪制的直方圖,圖⑴可以看出,高峰位于中部,左右兩側大致對稱。我們
正態分布研究圖1
設想,如果觀察例數逐漸增多,組段不斷分細,直方圖頂端的連線就會逐漸形成一條高峰位于中央(均數所在處),兩側逐漸降低且左右對稱,不與橫軸相交的光滑曲線圖⑶。這條曲線稱為頻數曲線或頻率曲線,近似于數學上的正態分布(normal distribution)。由于頻率的總和為100%或1,故該曲線下橫軸上的面積為100%或1。
為了應用方便,常對正態分布變量X作變量變換。
該變換使原來的正態分布轉化為標準正態分布(standard normal distribution),亦稱u分布。u被稱為標準正態變量或標準正態離差(standard normal deviate)。
正態分布研究圖2
正態分布研究圖3
實際工作中,常需要了解正態曲線下橫軸上某一區間的面積占總面積的百分數,以便估計該區間的例數占總例數的百分數(頻數分布)或觀察值落在該區間的概率。正態曲線下一定區間的面積可以通過附表1求得。對于正態或近似正態分布的資料,已知均數和標準差,就可對其頻數分布作出概約估計。
查附表1應注意:①表中曲線下面積為-∞到u的左側累計面積;②當已知μ、σ和X時先按式u=(X-μ)/σ求得u值,再查表,當μ、σ未知且樣本含量n足夠大時,可用樣本均數X1和標準差S分別代替μ和σ,按u=(X-X1)/S式求得u值,再查表;③曲線下對稱于0的區間面積相等,如區間(-∞,-1.96)與區間(1.96,∞)的面積相等,④曲線下橫軸上的總面積為100%或1。
圖2 正態曲線與標準正態曲線的面積分布
正態分布的應用某些醫學現象,如同質群體的身高、紅細胞數、血紅蛋白量、膽固醇等,以及實驗中的隨機誤差,呈現為正態或近似正態分布;有些資料雖為偏態分布,但經數據變換后可成為正態或近似正態分布,故可按正態分布規律處理。
正態分布面積圖1
正態分布面積圖2
一般正態分布與標準正態分布的區別與聯系
正態分布也叫常態分布,是連續隨機變量概率分布的一種,自然界、人類社會、心理和教育中大量現象均按正態形式分布,例如能力的高低,學生成績的好壞等都屬于正態分布。它隨隨機變量的平均數、標準差的大小與單位不同而有不同的分布形態。標準正態分布是正態分布的一種,其平均數和標準差都是固定的,平均數為0,標準差為1。