首頁 現代心理與教育統計學

一、正態分布特征

(一)正態分布曲線函數

正態分布曲線函數又稱密度函數,描述正態分布曲線的一般方程為:

式中:π是圓周率3.14159…;

e是自然對數的底2.71828…;

X為隨機變量取值-∞<X<+∞;

μ為理論平均數;

σ2為理論方差;

y為概率密度,即正態分布的縱坐標。

正態分布圖如圖6-1所示:

圖6-1 正態分布圖

(二)正態分布的特征

1.正態分布的形式是對稱的(但對稱的不一定是正態的),它的對稱軸是經過平均數點的垂線。正態分布中,平均數、中數、眾數三者相等,此點y值最大(0.3989)。左右不同間距的y值不同,各相當間距的麵積相等,y值也相等。

2.正態分布的中央點(即平均數點)最高,然後逐漸向兩側下降,曲線的形式是先向內彎,然後向外彎,拐點位於正負1個標準差處,曲線兩端向靠近基線處無限延伸,但終不能與基線相交。

3.正態曲線下的麵積為1,由於它在平均數處左右對稱,故過平均數點的垂線將正態曲線下的麵積劃分為相等的兩部分,即各為0.50。正態曲線下各對應的橫坐標(即標準差)處與平均數之間的麵積可用積分公式計算:

因正態曲線下每一橫坐標所對應的麵積與總麵積(總麵積為1)之比其值等於該部分麵積值,故正態曲線下的麵積可視為概率,即值為每一橫坐標值(加減一定標準差)的隨機變量出現的概率。

4.正態分布是一族分布。它隨隨機變量的平均數、標準差的大小與單位不同而有不同的分布形態。如果平均數相同,標準差不同,這時標準差大的正態分布曲線形式低闊;如果標準差小,則正態曲線的形式高狹。見圖6-2。所有正態分布都可以通過Z分數公式非常容易地轉換成標準正態分布(standard normal distribution)。根據Z分數的性質(見第四章)可知,標準正態分布的μ=0,σ2=1。標準正態分布通常寫作 N(0,1)正態分布,它的平均數和標準差這兩個參數分別為0與1。標準正態分布的密度函數可寫作: