Làm thế nào tôi có thể phát hiện ra phân phối bình thường?


16

Đạo hàm đầu tiên của phân phối bình thường là gì, bạn có thể tái tạo đạo hàm đó và cũng giải thích nó trong bối cảnh lịch sử của nó không?

Ý tôi là, nếu loài người quên đi sự phân phối bình thường, thì cách nào có khả năng nhất tôi sẽ khám phá lại nó và đâu là dẫn xuất có khả năng nhất? Tôi đoán các đạo hàm đầu tiên phải đến như một sản phẩm phụ từ việc cố gắng tìm ra những cách nhanh chóng để tính toán các phân phối xác suất rời rạc cơ bản, chẳng hạn như nhị thức. Đúng không?


2
Không khó để đưa ra các phân phối xác suất: thực hiện bất kỳ chức năng tích hợp tích cực nào, bình thường hóa nó và do đó bạn có mật độ xác suất. Bây giờ nếu bạn muốn thực hiện khả năng suy luận dựa trên một nhóm phân phối, bạn cần logarit của mật độ là một hàm lồi đơn giản. Chính xác hơn, nếu bạn muốn khả năng tối đa để giảm thiểu hàm mất lồi nhất định, thì hàm mũ của sự mất mát này là một lựa chọn mật độ thích hợp. Lỗi bình phương làm phát sinh phân phối chuẩn và có thể là ví dụ đơn giản nhất về mất lồi.
Olivier

1
@Olivier, chỉ vì bạn có thể phát minh ra phân phối xác suất một cách dễ dàng, điều đó không có nghĩa là nó hữu ích hoặc nó xuất hiện ở mọi nơi. Việc phát hiện ra phân phối gaussian có liên quan đến việc giải quyết các vấn đề thực tế mà tôi đoán, không chỉ là bình thường hóa một hàm.
statslearner

2
Có một số câu hỏi và câu trả lời liên quan đến lịch sử này, có thể trả lời hoặc trả lời một phần câu hỏi của bạn.
Glen_b -Reinstate Monica

2
Phần trong Wikipedia về lịch sử en.wikipedia.org/wiki/N normal_distribution#History rất đáng đọc. Kết luận tôi rút ra là ưu tiên ở đây, như thường xuyên, là một vấn đề tranh chấp quốc tế. Bạn có thể chọn từ De Moivre, Laplace, Gauss, ...
mdewey

2
Hãy xem câu hỏi này tại đây và câu trả lời của @Glen_b stats.stackexchange.com/questions/227034/. Tôi đoán một cách để bạn có thể khám phá lại phân phối bình thường là bằng cách đo và nhận ra rằng có sự không chắc chắn / lỗi liên quan với phép đo của bạn, tức là nếu bạn lặp đi lặp lại các phép đo của mình, kết quả sẽ không giống nhau 100%. Sau đó, bạn muốn định lượng sự không chắc chắn / lỗi. Và sau đó bạn cần một số tính toán :) Ngoài ra tài liệu tham khảo Stahl thực sự đáng đọc!
Stefan

Câu trả lời:


7

Tôi đoán các đạo hàm đầu tiên phải đến như một sản phẩm phụ từ việc cố gắng tìm ra những cách nhanh chóng để tính toán các phân phối xác suất rời rạc cơ bản, chẳng hạn như nhị thức. Đúng không?

Đúng.

Đường cong bình thường đã được DeMoivre phát triển toán học vào năm 1733 như là một xấp xỉ với phân phối nhị thức . Bài báo của ông không được phát hiện cho đến năm 1924 bởi Karl Pearson. Laplace đã sử dụng đường cong bình thường vào năm 1783 để mô tả phân phối lỗi. Sau đó, Gauss đã sử dụng đường cong thông thường để phân tích dữ liệu thiên văn vào năm 1809.

Nguồn: PHÂN PHỐI BÌNH THƯỜNG

Các nguồn khác với bối cảnh lịch sử:

Ngày nay, thực tế rằng phân phối chuẩn là một xấp xỉ của Binomials cho lớn được coi là một trường hợp đặc biệt của Định lý giới hạn trung tâm. Nó có thể được tìm thấy trong hầu hết các sách giáo khoa và được coi là tiểu học. Bạn có thể tìm thấy một bằng chứng trên Wikipedia . Số mũ chỉ hiển thị dưới dạng sau khi Taylor mở rộng hàm đặc trưng mang lại . Đôi khi bạn vẫn tìm thấy bằng chứng đặc biệt cho Binomials trong sách giáo khoa và điều này được gọi là định lý DeMoivre-Laplace .e x = lim ( 1 + xn-t2ex= =lim(1+xn)n-t22


Benoit, phái sinh của DeMoivre dường như không phải là điều cơ bản, bạn có thể đưa nó vào câu trả lời của mình không?. Đạo hàm DeMoivre này là thứ tôi đang tìm kiếm (như một ghi chú bên lề, bạn có biết nếu tất cả các kết quả tính toán và xấp xỉ - ví dụ gần đúng - có sẵn cho DeMoivre không, hay đây là phiên bản hiện đại của bằng chứng của anh ấy?)
số liệu thống kê

1
Đây là một phiên bản hiện đại. Tôi không biết dẫn xuất lịch sử của DeMoire. Thông tin lịch sử duy nhất tôi có là bài báo được cả Stephan và tôi chỉ ra.
Benoit Sanchez

6

Stahl ("Sự tiến hóa của phân phối bình thường", Tạp chí Toán học , 2006) lập luận rằng các dấu vết lịch sử đầu tiên của sự bình thường đến từ cờ bạc, xấp xỉ với các phân phối nhị thức (đối với nhân khẩu học) và phân tích lỗi trong thiên văn học.


4
Có, nhưng trong hầu hết (tất cả?) Trong những trường hợp đó, phân phối chuẩn không rõ ràng. Điều này nghe có vẻ giống như kết luận Ben Franklin biết (hoặc phát minh) Phương trình Maxwell vì ông đã thử nghiệm trong điện.
whuber

Bạn có thể cung cấp các dẫn xuất mà các tác giả đã làm?
thống kê

Chẳng hạn, toán học nào họ cần để rút ra nó?
thống kê

3

Phần lịch sử của câu hỏi đã được trả lời, có thể, nhiều lần trên diễn đàn này, ví dụ: xem câu trả lời được chấp nhận cho một câu hỏi tương tự. Không, nó không được phát hiện dưới dạng xấp xỉ với các bản phân phối rời rạc. Tôi nghi ngờ thậm chí còn có một khái niệm phân phối xác suất vào thời điểm đó. Nó được phát hiện bởi những người được gọi là nhà vật lý hoặc nhà toán học ngày nay, tôi đoán rằng các nhà triết học tự nhiên vào thời điểm đó.

Làm thế nào một nền văn minh khác khám phá phân phối bình thường là một câu hỏi thú vị. Bất cứ ai nghiên cứu lỗi và xáo trộn dưới bất kỳ hình thức nào cũng sẽ tìm thấy nó. Nó đã xảy ra để nền văn minh của chúng ta tìm thấy nó trong khi nghiên cứu các thiên thể. Tôi nghi ngờ rằng có khả năng những người khác sẽ phát triển số liệu thống kê trước vật lý hoặc toán học.


2

Tôi cũng đã tự hỏi mình câu hỏi đó và video youtube này là câu trả lời tốt nhất tôi đã tìm thấy

https://www.youtube.com/watch?v=cTyPuZ9-JZ0

Tôi không nghĩ rằng đó là đạo hàm ban đầu nhưng mô tả của video nói rằng "Lập luận này được chuyển thể từ công trình của nhà thiên văn học John Herschel năm 1850 và nhà vật lý James Clerk Maxwell năm 1860."


1

Điều đặc biệt về phân phối bình thường là Lý thuyết giới hạn trung tâm. Để biết chi tiết và dẫn xuất / bằng chứng, hãy xem: https://en.wikipedia.org/wiki/Central_limit_theorem


11
Điều này không trả lời câu hỏi.
whuber

1
Chủ đề của câu hỏi là Làm thế nào tôi có thể phát hiện ra phân phối bình thường? và câu trả lời chắc chắn trả lời rằng.
G. Grothendieck

1

αđiểm kinh nghiệm(-x2)

Trong cơ học lượng tử, lý thuyết thông tin và nhiệt động lực học, entropy định lượng trạng thái của một hệ thống. Trong các lĩnh vực này, trạng thái lượng tử trên thực tế, hoàn toàn ngẫu nhiên hoặc ngẫu nhiên. Tương phản điều này với cơ học cổ điển. Trong cơ học cổ điển, các trạng thái là cố định nhưng quan sát của chúng ta không hoàn hảo do sự đóng góp của hàng trăm hoặc hàng triệu yếu tố ảnh hưởng không quan sát được: loại kết quả này làm phát sinh CLT.

Trong cơ học lượng tử, chúng tôi sử dụng xác suất Bayes để định lượng niềm tin của chúng tôi về trạng thái của hệ thống. Dọc theo những dòng đó, các bằng chứng đã được trình bày và điều chỉnh, biến Gaussian hoặc biến ngẫu nhiên bình thường có entropy tối đa trong số tất cả các biến ngẫu nhiên có giá trị trung bình hoặc độ lệch chuẩn.

https://www.dsprelated.com/freebooks/sasp/Maximum_Entropy_Property_Gaussian.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Differential_entropy

http://bayes.wustl.edu/etj/articles/brandeis.pdf

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.