正态分布,亦称高斯分布,是数学、物理及工程学领域中广泛使用的重要概率分布。若随机变量X遵循数学期望为μ、方差为σ^2的高斯分布,通常写作N(μ, σ^2)。分布的期望值μ决定了其位置,标准差σ决定了分布的幅度。因其曲线呈钟形,又被称为钟形曲线。标准正态分布特指μ=0,σ=1的情况。
若X~N(μ, σ^2),则其概率密度函数可表示为P(x)=(2π)^(-1/2)*σ^(-1)*exp{[-(x-μ)^2]/(2σ^2)}。通过定义Y的分布函数F(y)和X的分布函数Fx(x),可以得出F(y)=P(Y≤y)=P((X-μ)/σ≤y)=P(X≤σy+μ)=Fx(σy+μ),从而F'(y)=F'x(σy+μ)*σ。最终,P(σy+μ)*σ=[(2π)^(-1/2)]*e^[-(x^2)/2],表明Y~N(0,1)。
若X~N(μ,σ^2),则Y=(X-μ)/σ~N(0,1)。对于X~N(p,k^2)的正态分布,可通过Z=(X-p)/k~N(0,1)转换为标准正态分布。这表示,统计量减去期望值后除以方差,即可转换为标准正态分布。
在数学上,直线y=kx+b不一定通过原点,但可以通过变换实现。具体而言,令大Y=y-b,大X=kx,可得大Y=大X。通过这种变换,乘积a*b可以转化为加法运算y=ax²+bx+c。进一步地,这种变换可以将方程转换为标准形式y=a(x+b/(2a))²+(c-b²/(4a))。