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正态分布计算教程:已知均值和标准差,求区间概率、累积概率和分位数,68-95-99.7 法则

发布于 · 阅读约 2 分钟 · 用到的工具:正态分布计算器

一句话答案

已知均值 μ 和标准差 σ,填入区间上下限即可得到区间概率。μ = 170、σ = 6 时,164–176 的概率约 68.27%,95% 分位数约 179.87。经验法则:±1σ、±2σ、±3σ 分别约占 68%、95%、99.7%。

本文目录
  1. 基本概念
  2. 用计算器算
  3. 68-95-99.7 法则
  4. 常见用法
  5. 注意
  6. 常见问题

基本概念

  • 正态分布 N(μ, σ²):钟形曲线,以均值 μ 为中心左右对称,标准差 σ 越大曲线越“矮胖”;
  • 标准化:z = (x − μ) ÷ σ,表示 x 离均值有几个标准差;
  • 累积概率 P(X < a):曲线下 a 左侧的面积。

用计算器算

  1. 填分布参数:打开 正态分布计算器,填写“平均值 μ”和“标准差 σ”,例如 170 和 6。
  2. 填区间:“下限 a”和“上限 b”填你关心的范围,例如 164 和 176。
  3. 填分位数概率:想知道“多少以下占 95%”,在“分位数概率 p”填 0.95。
  4. 看结果:下方显示 P(a < X < b)、P(X < a)、P(X > b) 和 p 分位数。
μ = 170、σ = 6:P(164 < X < 176) = 0.68269,P(X < 164) = P(X > 176) = 0.15866,95% 分位数 179.8691
μ = 170、σ = 6:P(164 < X < 176) = 0.68269,P(X < 164) = P(X > 176) = 0.15866,95% 分位数 179.8691
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68-95-99.7 法则

区间概率
μ ± 1σ约 68.27%
μ ± 2σ约 95.45%
μ ± 3σ约 99.73%
μ ± 1.96σ95%
μ ± 2.576σ99%

1.96 和 2.576 是构造 95%、99% 置信区间常用的临界值,见 置信区间和样本量。

常见用法

  1. 考试成绩:均值 75、标准差 10,90 分以上约占 P(X > 90) ≈ 6.7%;
  2. 质量控制:零件尺寸超出 μ ± 3σ 的比例约 0.27%;
  3. 百分位:求“前 10% 的分数线”,在分位数概率填 0.9。

均值和标准差可以先用 平均数与标准差 算出来。

注意

正态分布是一种理想模型。收入、房价等明显偏斜的数据并不服从正态分布,直接套用会得出错误结论。

常见问题

标准正态分布是什么?

均值为 0、标准差为 1 的正态分布。计算器里把 μ 填 0、σ 填 1,就相当于查标准正态分布表。

P(X = a) 是多少?

连续分布中取某一个确定值的概率为 0,所以 P(X < a) 和 P(X ≤ a) 相等。

分位数概率要填百分数吗?

填 0 到 1 之间的小数,例如 95% 填 0.95。