1、理解泊松分布泊松分析实例1PPT课件泊松分布(Poisson, Simeon-Denis)(17811840)法国数学家定义:定义:设随机变量X的分布率为:,0,1,2,0!kP Xkekk则称X 服从参数为 的泊松分布泊松分布,记为:)(PXeenekeekkkpXEnnkkkkkk00100!1!)()(n=k-1)(XD2PPT课件 泊松分布是一种描述和分析稀有事件的概率分布,要观察这类事件n要足够大。 泊松分布所依赖的唯一参数,其值越小,分布越偏倚,随着的增大,分布越对称,当 =20时,接近正态分布;当 50时可用正态分布近似处理 泊松分布问题。泊松分布3PPT课件实例1-水果罐头 已
2、知某家小杂货店,平均每周售出2个水果罐头。请问该店水果罐头的最佳库存量是多少? 假定不存在季节因素,可以近似认为,这个问题满足以下三个条件:(1)顾客购买水果罐头是小概率事件。(2)购买水果罐头的顾客是独立的,不会互相影响。(3)顾客购买水果罐头的概率是稳定的。4PPT课件实例1-水果罐头 在统计学上,只要某类事件满足上面三个条件,它就服从“泊松分布”。泊松分布的公式如下:各个参数的含义: P:每周销售k个罐头的概率。 X:水果罐头的销售变量。 k:X的取值(0,1,2,3.)。 :每周水果罐头的平均销售量,是一个常数,本例为2。,0,1,2,0!kP Xkekk5PPT课件实例2-美国枪击案
3、 去年12月,美国康涅狄格州发生校园枪击案,造成28人死亡6PPT课件美国枪击案统计资料 资料显示,1982年至2012年,美国共发生62起(大规模)枪击案。其中,2012年发生了7起,是次数最多的一年。7PPT课件美国枪击案的分布 去年有这么多枪击案,这是巧合,还是表明美国治安恶化了? 试使用泊松分布(Poisson distribution),判断同一年发生7起枪击案是否巧合。8PPT课件相似的泊松分布分析例子 根据公式,计算得到每周销量的分布: 从上表可见,如果存货4个罐头,95%的概率不会缺货(平均每19周发生一次);如果存货5个罐头,98%的概率不会缺货(平均59周发生一次)。9PP
4、T课件美国枪击案的分布 假定美国枪击案满足“泊松分布”的三个条件:(1)枪击案是小概率事件。(2)枪击案是独立的,不会互相影响。(3)枪击案的发生概率是稳定的。 显然,第三个条件是关键。如果成立,就说明美国的治安没有恶化;如果不成立,就说明枪击案的发生概率不稳定,正在提高,美国治安恶化。10PPT课件美国枪击案的分布 根据资料,1982-2012年枪击案的分布情况如下:11PPT课件美国枪击案的分布 计算得到,平均每年发生2起枪击案,所以 = 2 上图中,蓝色的条形柱是实际的观察值,红色的虚线是理论的预期值。可以看到,观察值与期望值还是相当接近的12PPT课件美国枪击案的分布13PPT课件美国
5、枪击案的分布 我们用卡方检验(chi-square test),检验观察值与期望值之间是否存在显著差异。 卡方统计量:x = ( 观察值 - 期望值 ) 2 / 期望值 kiiiinpnpf122)( 在理论分布已知的条件下,npi是常量实测频数理论频数14PPT课件美国枪击案的结论 计算得到,卡方统计量等于9.82。查表后得到,置信水平0.90、自由度7的卡方分布临界值为12.017。因此,卡方统计量小于临界值,这表明枪击案的观察值与期望值之间没有显著差异。所以,可以接受“发生枪击案的概率是稳定的”假设,也就是说,从统计学上无法得到美国治安正在恶化的结论。 但是,也必须看到,卡方统计量9.82离临界值很接近,p-value只有0.18。也就是说,对于美国治安没有恶化的结论,我们只有82%的把握,还有18%的可能是我们错了,美国治安实际上正在恶化。因此,这就需要看今后两年中,是否还有大量枪击案发生。如果确实发生了,泊松分布就不成立了。15PPT课件