Lambda - 指数与泊松解释

机器算法验证 自习 泊松分布 指数分布
2022-03-02 13:09:41

我试图了解在泊松分布和指数分布中的作用以及它如何用于查找概率(是的,我已经阅读了关于这个主题的另一篇文章,并没有完全为我做这件事)。λ

我的理解(我认为):

  1. 泊松分布 -

    • 离散的

    • λ定义为每单位时间或空间的平均成功次数(然而,“成功”是在给定问题上下文的情况下定义的)

    • PMF:  P(X=k;λ)=λkeλk!

    • P(Xk)=P(X=0) + P(X=1) + P(X=2) +  + P(X=k)

    • P(X<k)=P(X=0) + P(X=1) + P(X=2) +  + P(X=k  1)

    • P(Xk)=1  P(X<k)

    • P(X>k)=1  P(Xk)

  2. 指数分布 -

    • 连续的

    • λ定义为遵循泊松分布的事件(成功)之间的平均时间/空间

    • 我的理解开始消退的地方:

    • PDF:  f(x;λ) = λeλx

    • CDF:P(Xk;λ) = 1  eλx

    • P(X>k;λ) = 1  P(Xk;λ) = eλx

我认为误解在哪里:

截至目前,我假设可以在两个分布之间互换。是这样吗?我已经简要阅读了“重新参数化”,我认为这可能是关键,但我不知道该过程指的是什么。我该怎么做,它如何影响指数分布的 PMF 和 CDF?λ

这一切都来自一个问题:给定一个随机变量 X,它遵循 lambda = 3 的指数分布,找到 P(X > 8)。我的方法是,它给出的概率似乎太低了。e38

4个回答

假设我在车站等公共汽车。并假设公共汽车通常每 10 分钟到达车站。现在我将 λ 定义为每分钟一辆公共汽车的到达率因此,λ = (1/10)。

现在我想计算下一分钟没有公共汽车到达的概率。我可以使用泊松分布和指数分布来做到这一点。

泊松

λ = 1/10

下一分钟 0 次到达的概率:P(X = 0) = 0.9048

指数的

λ = 1/10

我必须等待超过 1 分钟的概率:P(X>1) = 0.9048

注意:查看两个分布的预期值。对于泊松,我们得到每分钟到达的巴士平均数量 E(X) = λ = 0.10 辆巴士。对于指数,公共汽车到达的平均等待时间 E(X) = (1/λ) = 10 分钟

这两个分布都使用相同的参数这一事实可能是源于符号约定的巧合。毕竟,一个随机变量是离散的,而另一个是连续的。他们永远不应该为完全相同的东西建模。

然而,有时这并非巧合。这些参数可能意味着相似的事情,并且您可以在同一建模任务中使用这些分布中的任何一个的一个实例是当您使用泊松过程时。这在您对随机到达的事物进行建模的情况下(例如,您在手机上接收文本)很有用。假设您在时间开始测量。固定任何时间,您可以调用此时收到的总数并假设 这里的是以单位时间的调用次数来衡量的速率。0t>0Nt

NtPoisson(λt);
λ

您还可以查看文本之间的等待时间,并假设 这里也是一个速率(如果你在这个问题中以你的方式写密度)。每条短信的到达时间是部分和X1,X2,

XiiidExponential(λ);
λSn=i=1nXi

在这种特殊情况下,这两个分布之间的关系如下:给定一个整数和一个时间 的特殊情况下,这两个表达式都等于nt

P(Snt)=P(Ntn).
n=t=11eλ

lambda 在某些情况下是可以互换的。假设我正在用Geyger 计数器测量放射性。在一种情况下,意味着我平均每秒获得 2 次点击,点击之间的平均时间是秒。每秒的点击次数来自泊松分布,点击之间的时间来自指数分布,两者都有λ=21/2λ=2

来自维基百科的这是否以简单的方式总结了这种关系?

如果对于每个 t > 0 时间间隔 [0, t] 中的到达次数遵循均值为 λt 的泊松分布,则到达间隔时间序列是独立且同分布的指数随机变量,均值为 1/λ。

参考:SM 罗斯 (2007)。概率模型简介(第 9 版)。波士顿:学术出版社。国际标准书号978-0-12-598062-3第 307-308 页。