सामान्य वितरण: Difference between revisions

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गणित>\frac{1}{2}\बाएं[1 + \ऑपरेटरनाम{erf}\बाएं( \frac{x-\mu}{\sigma\sqrt{2}}
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{{Probability fundamentals}}
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स्टटिस्टिक्स में, एक '''सामान्य''' वितरण या गॉसियन डिस्ट्रीब्यूशन एक वास्तविक मूल्यवान  यादृच्छिक चर के लिए [[निरंतर संभाव्यता वितरण|निरंतर प्रायिकता]] वितरण का एक प्रकार है और जबकि वास्तविक-मूल्यवान  यादृच्छिक चर इसके प्रायिकता घनत्व फलन का सामान्य प्रकार है
स्टटिस्टिक्स में, एक '''सामान्य''' वितरण या गॉसियन वितरण एक वास्तविक मान  यादृच्छिक चर के लिए [[निरंतर संभाव्यता वितरण|निरंतर प्रायिकता]] वितरण का एक प्रकार है और जबकि इसकी चर की प्रायिकता घनत्व फलन का सामान्य प्रकार है
:<math>
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f(x) = \frac{1}{\sigma \sqrt{2\pi} } e^{-\frac{1}{2}\left(\frac{x-\mu}{\sigma}\right)^2}
f(x) = \frac{1}{\sigma \sqrt{2\pi} } e^{-\frac{1}{2}\left(\frac{x-\mu}{\sigma}\right)^2}
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सामान्य वितरण आंकड़ों में महत्वपूर्ण होते हैं और अधिकांशतः [[प्राकृतिक विज्ञान]] और [[सामाजिक विज्ञान]] में वास्तविक-मान  वाले यादृच्छिक चर का प्रतिनिधित्व करने के लिए उपयोग किए जाते हैं जिनके वितरण ज्ञात नहीं होते हैं।<ref>[http://www.encyclopedia.com/topic/Normal_Distribution.aspx#3 ''Normal Distribution''], Gale Encyclopedia of Psychology</ref><ref>{{harvtxt |Casella |Berger |2001 |p=102 }}</ref> और इस प्रकार उनका महत्व आंशिक रूप से [[केंद्रीय सीमा प्रमेय]] के कारण होता है। इसमें कहा गया है कि, कुछ शर्तों के अनुसार परिमित माध्य और वरिएंस  के साथ एक यादृच्छिक चर के कई नमूनों टिप्पणियों का औसत स्वयं एक यादृच्छिक चर है, जिसका वितरण अभिसरण नमूने की संख्या बढ़ने पर सामान्य वितरण में होता है। इसलिए, भौतिक मात्राएँ जो कई स्वतंत्र प्रक्रियाओं का योग होने की आशंका की जाती हैं, जैसे [[माप त्रुटि]]यां, अधिकांशतः ऐसे वितरण होते हैं जो लगभग सामान्य रूप में होते है।<ref>Lyon, A. (2014). [https://aidanlyon.com/normal_distributions.pdf Why are Normal Distributions Normal?], The British Journal for the Philosophy of Science.</ref>  
सामान्य वितरण आंकड़ों में महत्वपूर्ण होते हैं और अधिकांशतः [[प्राकृतिक विज्ञान]] और [[सामाजिक विज्ञान]] में वास्तविक-मान  वाले यादृच्छिक चर का प्रतिनिधित्व करने के लिए उपयोग किए जाते हैं जिनके वितरण ज्ञात नहीं होते हैं।<ref>[http://www.encyclopedia.com/topic/Normal_Distribution.aspx#3 ''Normal Distribution''], Gale Encyclopedia of Psychology</ref><ref>{{harvtxt |Casella |Berger |2001 |p=102 }}</ref> और इस प्रकार उनका महत्व आंशिक रूप से [[केंद्रीय सीमा प्रमेय]] के कारण होता है। इसमें कहा गया है कि, कुछ शर्तों के अनुसार परिमित माध्य और वरिएंस  के साथ एक यादृच्छिक चर के कई नमूनों टिप्पणियों का औसत स्वयं एक यादृच्छिक चर है, जिसका वितरण अभिसरण नमूने की संख्या बढ़ने पर सामान्य वितरण में होता है। इसलिए, भौतिक मात्राएँ जो कई स्वतंत्र प्रक्रियाओं का योग होने की आशंका की जाती हैं, जैसे [[माप त्रुटि]]यां, अधिकांशतः ऐसे वितरण होते हैं जो लगभग सामान्य रूप में होते है।<ref>Lyon, A. (2014). [https://aidanlyon.com/normal_distributions.pdf Why are Normal Distributions Normal?], The British Journal for the Philosophy of Science.</ref>  


इसके अतिरिक्त, गॉसियन वितरण में कुछ अद्वितीय गुण हैं जो विश्लेषणात्मक अध्ययनों के रूप में मूल्यवान  हैं। उदाहरण के लिए, सामान्य विचलन के निश्चित संग्रह का कोई भी रैखिक संयोजन एक सामान्य विचलन है। इस प्रकार कई परिणाम और विधियाँ, जैसे कि [[अनिश्चितता का प्रसार]] और कम से कम वर्ग पैरामीटर फिटिंग विश्लेषणात्मक रूप से स्पष्ट रूप से प्राप्त की जा सकती हैं जब प्रासंगिक चर सामान्य रूप से वितरित किए जाते हैं।
इसके अतिरिक्त, गॉसियन वितरण में कुछ अद्वितीय गुण हैं जो विश्लेषणात्मक अध्ययनों के रूप में मान  हैं। उदाहरण के लिए, सामान्य विचलन के निश्चित संग्रह का कोई भी रैखिक संयोजन एक सामान्य विचलन है। इस प्रकार कई परिणाम और विधियाँ, जैसे कि [[अनिश्चितता का प्रसार]] और कम से कम वर्ग पैरामीटर फिटिंग विश्लेषणात्मक रूप से स्पष्ट रूप से प्राप्त की जा सकती हैं जब प्रासंगिक चर सामान्य रूप से वितरित किए जाते हैं।


एक सामान्य वितरण को कभी-कभी अनौपचारिक रूप से बेल कर्व कहा जाता है।<ref name=":1">{{Cite web|title=Normal Distribution|url=https://www.mathsisfun.com/data/standard-normal-distribution.html|access-date=2020-08-15|website=www.mathsisfun.com}}</ref> चूंकि, कई अन्य डिस्ट्रीब्यूशन बेल के आकार के होते हैं, जैसे [[कॉची वितरण|कॉची]]  छात्र का t-डिस्ट्रीब्यूशन और [[रसद वितरण|लॉजिस्टिक]] वितरण इत्यादि के रूप में होते है। अन्य नामों के लिए नेमिंग देखते हैं।
एक सामान्य वितरण को कभी-कभी अनौपचारिक रूप से बेल कर्व कहा जाता है।<ref name=":1">{{Cite web|title=Normal Distribution|url=https://www.mathsisfun.com/data/standard-normal-distribution.html|access-date=2020-08-15|website=www.mathsisfun.com}}</ref> चूंकि, कई अन्य वितरण बेल के आकार के होते हैं, जैसे [[कॉची वितरण|कॉची]]  छात्र का t-वितरण और [[रसद वितरण|लॉजिस्टिक]] वितरण इत्यादि के रूप में होते है। अन्य नामों के लिए नेमिंग देखते हैं।


[[बहुभिन्नरूपी सामान्य वितरण|मल्टवेरीेंएट सामान्य]] वितरण में सदिश के लिए और [[मैट्रिक्स सामान्य वितरण|आव्यूह सामान्य]] वितरण में मेट्रिसेस के लिए यूनीवेरिएट प्रायिकता वितरण सामान्यीकृत किया जाता है।
[[बहुभिन्नरूपी सामान्य वितरण|मल्टवेरीेंएट सामान्य]] वितरण में सदिश के लिए और [[मैट्रिक्स सामान्य वितरण|आव्यूह सामान्य]] वितरण में मेट्रिसेस के लिए यूनीवेरिएट प्रायिकता वितरण सामान्यीकृत किया जाता है।
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सामान्य वितरण ही एकमात्र ऐसा वितरण है जिसके पहले दो से परे [[संचयी]] शून्य होते हैं। अर्थात् माध्य और प्रसरण के अतिरिक्त यह निर्दिष्ट माध्य और वरिएंस  के लिए [[अधिकतम एन्ट्रापी संभाव्यता वितरण|अधिकतम एन्ट्रापी  प्रायिकता]]  वितरण के साथ निरंतर वितरण है।<ref>{{cite book|last=Cover|first=Thomas M.|author2=Thomas, Joy A.|year=2006|title=Elements of Information Theory|url=https://archive.org/details/elementsinformat00cove|url-access=limited|publisher=John Wiley and Sons|page=[https://archive.org/details/elementsinformat00cove/page/n279 254]|isbn=9780471748816}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Park|first1=Sung Y.|last2=Bera|first2=Anil K.|year=2009|title=Maximum Entropy Autoregressive Conditional Heteroskedasticity Model|journal=Journal of Econometrics|pages=219–230|url=http://www.wise.xmu.edu.cn/Master/Download/..%5C..%5CUploadFiles%5Cpaper-masterdownload%5C2009519932327055475115776.pdf|access-date=2011-06-02|doi=10.1016/j.jeconom.2008.12.014|volume=150|issue=2|citeseerx=10.1.1.511.9750|archive-date=March 7, 2016|archive-url=https://web.archive.org/web/20160307144515/http://wise.xmu.edu.cn/uploadfiles/paper-masterdownload/2009519932327055475115776.pdf|url-status=dead}}</ref> गीरी ने मानते हुए यह दिखाया है कि माध्य और वरिएंस  परिमित रूप में होते है और सामान्य वितरण ही एकमात्र वितरण है जहां स्वतंत्र ड्रा के सेट से गणना की गई माध्य और वरिएंस  एक दूसरे से स्वतंत्र हैं।<ref name=Geary1936>Geary RC(1936) The distribution of the "Student's" ratio for the non-normal samples". Supplement to the Journal of the Royal Statistical Society 3 (2): 178–184</ref><ref>{{Cite Q|Q55897617|author1=Lukacs, Eugene|author-link1=Eugene Lukacs}}</ref>  
सामान्य वितरण ही एकमात्र ऐसा वितरण है जिसके पहले दो से परे [[संचयी]] शून्य होते हैं। अर्थात् माध्य और प्रसरण के अतिरिक्त यह निर्दिष्ट माध्य और वरिएंस  के लिए [[अधिकतम एन्ट्रापी संभाव्यता वितरण|अधिकतम एन्ट्रापी  प्रायिकता]]  वितरण के साथ निरंतर वितरण है।<ref>{{cite book|last=Cover|first=Thomas M.|author2=Thomas, Joy A.|year=2006|title=Elements of Information Theory|url=https://archive.org/details/elementsinformat00cove|url-access=limited|publisher=John Wiley and Sons|page=[https://archive.org/details/elementsinformat00cove/page/n279 254]|isbn=9780471748816}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Park|first1=Sung Y.|last2=Bera|first2=Anil K.|year=2009|title=Maximum Entropy Autoregressive Conditional Heteroskedasticity Model|journal=Journal of Econometrics|pages=219–230|url=http://www.wise.xmu.edu.cn/Master/Download/..%5C..%5CUploadFiles%5Cpaper-masterdownload%5C2009519932327055475115776.pdf|access-date=2011-06-02|doi=10.1016/j.jeconom.2008.12.014|volume=150|issue=2|citeseerx=10.1.1.511.9750|archive-date=March 7, 2016|archive-url=https://web.archive.org/web/20160307144515/http://wise.xmu.edu.cn/uploadfiles/paper-masterdownload/2009519932327055475115776.pdf|url-status=dead}}</ref> गीरी ने मानते हुए यह दिखाया है कि माध्य और वरिएंस  परिमित रूप में होते है और सामान्य वितरण ही एकमात्र वितरण है जहां स्वतंत्र ड्रा के सेट से गणना की गई माध्य और वरिएंस  एक दूसरे से स्वतंत्र हैं।<ref name=Geary1936>Geary RC(1936) The distribution of the "Student's" ratio for the non-normal samples". Supplement to the Journal of the Royal Statistical Society 3 (2): 178–184</ref><ref>{{Cite Q|Q55897617|author1=Lukacs, Eugene|author-link1=Eugene Lukacs}}</ref>  


सामान्य वितरण  [[अण्डाकार वितरण|दीर्घवृत्ताकार]]  वितरण का एक उपवर्ग है। सामान्य वितरण अपने माध्य के बारे में सममित वितरण है और संपूर्ण वास्तविक रेखा पर गैर-शून्य है। जैसे कि यह उन चरों के लिए उपयुक्त मॉडल नहीं हो सकता है जो स्वाभाविक रूप से धनात्मक या दृढ़ता से विषम हैं, जैसे किसी व्यक्ति का वजन या [[शेयर (वित्त)]] की कीमत इत्यादि। ऐसे चरों को अन्य डिस्ट्रीब्यूशन द्वारा अच्छे से वर्णित किया जा सकता है, जैसे [[लॉग-सामान्य वितरण|लॉग-सामान्य]] वितरण या पारेटो डिस्ट्रीब्यूशन इत्यादि।
सामान्य वितरण  [[अण्डाकार वितरण|दीर्घवृत्ताकार]]  वितरण का एक उपवर्ग है। सामान्य वितरण अपने माध्य के बारे में सममित वितरण है और संपूर्ण वास्तविक रेखा पर गैर-शून्य है। जैसे कि यह उन चरों के लिए उपयुक्त मॉडल नहीं हो सकता है जो स्वाभाविक रूप से धनात्मक या दृढ़ता से विषम हैं, जैसे किसी व्यक्ति का वजन या [[शेयर (वित्त)]] की कीमत इत्यादि। ऐसे चरों को अन्य वितरण द्वारा अच्छे से वर्णित किया जा सकता है, जैसे [[लॉग-सामान्य वितरण|लॉग-सामान्य]] वितरण या पारेटो वितरण इत्यादि।


सामान्य वितरण का मान व्यावहारिक रूप से शून्य होता है जब मान <math>x</math> माध्य से कुछ मानक विचलनों से अधिक दूर स्थित होता है, उदाहरण के लिए, तीन मानक विचलनों का प्रसार कुल वितरण के 0.27% को छोड़कर सभी को कवर करता है। इसलिए, यह एक उपयुक्त मॉडल नहीं हो सकता है जब कोई [[आउटलेर्स]] मानों के एक महत्वपूर्ण अंश की अपेक्षा करता है जो कई मानक विचलन को माध्य से दूर करते हैं और कम से कम वर्ग और अन्य सांख्यिकीय अनुमान विधियां जो सामान्य रूप से वितरित चर के लिए इष्टतम हैं, ऐसे डेटा के लिए अधिकांशतः इस प्रकार प्रयुक्त  होने पर अत्यधिक अविश्वसनीय हो जाती हैं। उन स्थितियो  में, अधिक भारी टेल्ड  वाले वितरण की कल्पना की जानी चाहिए और उचित मजबूत सांख्यिकीय अनुमान विधियों को प्रयुक्त  किया जाना चाहिए।
सामान्य वितरण का मान व्यावहारिक रूप से शून्य होता है जब मान <math>x</math> माध्य से कुछ मानक विचलनों से अधिक दूर स्थित होता है, उदाहरण के लिए, तीन मानक विचलनों का प्रसार कुल वितरण के 0.27% को छोड़कर सभी को कवर करता है। इसलिए, यह एक उपयुक्त मॉडल नहीं हो सकता है जब कोई [[आउटलेर्स]] मानों के एक महत्वपूर्ण अंश की अपेक्षा करता है जो कई मानक विचलन को माध्य से दूर करते हैं और कम से कम वर्ग और अन्य सांख्यिकीय अनुमान विधियां जो सामान्य रूप से वितरित चर के लिए इष्टतम हैं, ऐसे डेटा के लिए अधिकांशतः इस प्रकार प्रयुक्त  होने पर अत्यधिक अविश्वसनीय हो जाती हैं। उन स्थितियो  में, अधिक भारी टेल्ड  वाले वितरण की कल्पना की जानी चाहिए और उचित मजबूत सांख्यिकीय अनुमान विधियों को प्रयुक्त  किया जाना चाहिए।


गॉसियन वितरण [[स्थिर वितरण|स्टेबल]] वितरण के फॅमिली से संबंधित है, जो स्वतंत्र और समान रूप से वितरित यादृच्छिक चर के योगों के आकर्षण हैं | इस प्रकार स्वतंत्र, समान रूप से वितरित वितरण माध्य या वरिएंस  परिमित होते है या नहीं। गॉसियन को छोड़कर जो एक सीमित  स्थिति में सभी स्टेबल  डिस्ट्रीब्यूशन में [[भारी पूंछ|भारी टेल्ड]]  और अनंत वरिएंस  होता है। यह उन कुछ डिस्ट्रीब्यूशन में से एक है जो स्टेबल  हैं और जिनमें  प्रायिकता  घनत्व फलन के रूप में हैं, जिन्हें विश्लेषणात्मक रूप से व्यक्त किया जा सकता है, अन्य कॉची वितरण और लेवी वितरण हैं।
गॉसियन वितरण [[स्थिर वितरण|स्टेबल]] वितरण के फॅमिली से संबंधित है, जो स्वतंत्र और समान रूप से वितरित यादृच्छिक चर के योगों के आकर्षण हैं | इस प्रकार स्वतंत्र, समान रूप से वितरित वितरण माध्य या वरिएंस  परिमित होते है या नहीं। गॉसियन को छोड़कर जो एक सीमित  स्थिति में सभी स्टेबल  वितरण में [[भारी पूंछ|भारी टेल्ड]]  और अनंत वरिएंस  होता है। यह उन कुछ वितरण में से एक है जो स्टेबल  हैं और जिनमें  प्रायिकता  घनत्व फलन के रूप में हैं, जिन्हें विश्लेषणात्मक रूप से व्यक्त किया जा सकता है, अन्य कॉची वितरण और लेवी वितरण हैं।


=== समरूपता और डेरिवेटिव ===
=== समरूपता और डेरिवेटिव ===
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जहाँ  <math>i</math> [[काल्पनिक इकाई]] है। यदि माध्य <math>\mu=0</math>, पहला कारक 1 है और फूरियर ट्रांसफॉर्म एक स्टेबल  कारक के अतिरिक्त  [[आवृत्ति डोमेन]] पर एक सामान्य घनत्व है, इस प्रकार 0 और मानक विचलन के साथ <math>1/\sigma</math>. विशेष रूप से, मानक सामान्य वितरण <math>\varphi</math> एक फूरियर रूपांतरण का एक अभिलक्षणिक फलन है।
जहाँ  <math>i</math> [[काल्पनिक इकाई]] है। यदि माध्य <math>\mu=0</math>, पहला कारक 1 है और फूरियर ट्रांसफॉर्म एक स्टेबल  कारक के अतिरिक्त  [[आवृत्ति डोमेन]] पर एक सामान्य घनत्व है, इस प्रकार 0 और मानक विचलन के साथ <math>1/\sigma</math>. विशेष रूप से, मानक सामान्य वितरण <math>\varphi</math> एक फूरियर रूपांतरण का एक अभिलक्षणिक फलन है।


प्रायिकता  सिद्धांत में, एक वास्तविक-मूल्यवान  यादृच्छिक चर के प्रायिकता वितरण का फूरियर रूपांतरण <math>X</math> विशेष फलन प्रायिकता सिद्धांत से निकटता से जुड़ा हुआ है <math>\varphi_X(t)</math> उस चर के रूप में होते है, जिसके अपेक्षित मान <math>e^{itX}</math>के रूप में परिभाषित किया गया है वास्तविक चर के एक फलन  के रूप में <math>t</math> फूरियर रूपांतरण की [[आवृत्ति]] पैरामीटर के रूप में होते है। इस परिभाषा को विश्लेषणात्मक रूप से एक सम्मिश्र -मान <math>t</math> चर तक बढ़ाया जा सकता है<ref>{{harvtxt |Bryc |1995 |p=24 }}</ref> दोनों के बीच संबंध  इस प्रकार है,
प्रायिकता  सिद्धांत में, एक वास्तविक-मान  यादृच्छिक चर के प्रायिकता वितरण का फूरियर रूपांतरण <math>X</math> विशेष फलन प्रायिकता सिद्धांत से निकटता से जुड़ा हुआ है <math>\varphi_X(t)</math> उस चर के रूप में होते है, जिसके अपेक्षित मान <math>e^{itX}</math>के रूप में परिभाषित किया गया है वास्तविक चर के एक फलन  के रूप में <math>t</math> फूरियर रूपांतरण की [[आवृत्ति]] पैरामीटर के रूप में होते है। इस परिभाषा को विश्लेषणात्मक रूप से एक सम्मिश्र -मान <math>t</math> चर तक बढ़ाया जा सकता है<ref>{{harvtxt |Bryc |1995 |p=24 }}</ref> दोनों के बीच संबंध  इस प्रकार है,
:<math>\varphi_X(t) = \hat f(-t)</math>
:<math>\varphi_X(t) = \hat f(-t)</math>


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=== अधिकतम एन्ट्रापी ===
=== अधिकतम एन्ट्रापी ===
एक निर्दिष्ट माध्य के साथ वास्तविक पर सभी  प्रायिकता  डिस्ट्रीब्यूशन में से <math>\mu</math> और वरिएंस <math>\sigma^2</math>, सामान्य वितरण <math>N(\mu,\sigma^2)</math> अधिकतम एंट्रॉपी  प्रायिकता  वितरण वाला एक है।<ref>{{harvtxt |Cover |Thomas |2006 |p=254 }}</ref> यदि <math>X</math>  प्रायिकता  घनत्व फलन  के साथ एक [[सतत यादृच्छिक चर]] <math>f(x)</math>  है और इस प्रकार  फिर <math>X</math>  एन्ट्रापी को  परिभाषित किया जाता है<ref>{{cite book|last1=Williams|first1=David|title=Weighing the odds : a course in probability and statistics|url=https://archive.org/details/weighingoddscour00will|url-access=limited|date=2001|publisher=Cambridge Univ. Press|location=Cambridge [u.a.]|isbn=978-0-521-00618-7|pages=[https://archive.org/details/weighingoddscour00will/page/n219 197]–199|edition=Reprinted.}}</ref><ref>{{cite book|last1=Smith|first1=José M. Bernardo; Adrian F. M.|title=Bayesian theory|url=https://archive.org/details/bayesiantheory00bern_963|url-access=limited|date=2000|publisher=Wiley|location=Chichester [u.a.]|isbn=978-0-471-49464-5|pages=[https://archive.org/details/bayesiantheory00bern_963/page/n224 209], 366|edition=Reprint}}</ref><ref>O'Hagan, A. (1994) ''Kendall's Advanced Theory of statistics, Vol 2B, Bayesian Inference'', Edward Arnold. {{isbn|0-340-52922-9}} (Section 5.40)</ref>
एक निर्दिष्ट माध्य के साथ वास्तविक पर सभी  प्रायिकता  वितरण में से <math>\mu</math> और वरिएंस <math>\sigma^2</math>, सामान्य वितरण <math>N(\mu,\sigma^2)</math> अधिकतम एंट्रॉपी  प्रायिकता  वितरण वाला एक है।<ref>{{harvtxt |Cover |Thomas |2006 |p=254 }}</ref> यदि <math>X</math>  प्रायिकता  घनत्व फलन  के साथ एक [[सतत यादृच्छिक चर]] <math>f(x)</math>  है और इस प्रकार  फिर <math>X</math>  एन्ट्रापी को  परिभाषित किया जाता है<ref>{{cite book|last1=Williams|first1=David|title=Weighing the odds : a course in probability and statistics|url=https://archive.org/details/weighingoddscour00will|url-access=limited|date=2001|publisher=Cambridge Univ. Press|location=Cambridge [u.a.]|isbn=978-0-521-00618-7|pages=[https://archive.org/details/weighingoddscour00will/page/n219 197]–199|edition=Reprinted.}}</ref><ref>{{cite book|last1=Smith|first1=José M. Bernardo; Adrian F. M.|title=Bayesian theory|url=https://archive.org/details/bayesiantheory00bern_963|url-access=limited|date=2000|publisher=Wiley|location=Chichester [u.a.]|isbn=978-0-471-49464-5|pages=[https://archive.org/details/bayesiantheory00bern_963/page/n224 209], 366|edition=Reprint}}</ref><ref>O'Hagan, A. (1994) ''Kendall's Advanced Theory of statistics, Vol 2B, Bayesian Inference'', Edward Arnold. {{isbn|0-340-52922-9}} (Section 5.40)</ref>
:<math>
:<math>
H(X) = - \int_{-\infty}^\infty f(x)\log f(x)\, dx
H(X) = - \int_{-\infty}^\infty f(x)\log f(x)\, dx
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{{Main|केंद्रीय सीमा प्रमेय}}
{{Main|केंद्रीय सीमा प्रमेय}}


केंद्रीय सीमा प्रमेय कहता है कि कुछ बहुत  सामान्य स्थितियों के अनुसार कई यादृच्छिक चरों के योग का लगभग सामान्य वितरण होता है। इस प्रकार विशेष रूप से, जहाँ  <math>X_1,\ldots ,X_n</math> स्वतंत्र और समान रूप से समान डिस्ट्रीब्यूशन के रूप में होता है और शून्य माध्य और वरिएंस  के साथ समान रूप से वितरित यादृच्छिक चर <math>\sigma^2</math> और <math>Z</math> उनका माध्य <math>\sqrt{n}</math>  द्वारा मापा जाता है
केंद्रीय सीमा प्रमेय कहता है कि कुछ बहुत  सामान्य स्थितियों के अनुसार कई यादृच्छिक चरों के योग का लगभग सामान्य वितरण होता है। इस प्रकार विशेष रूप से, जहाँ  <math>X_1,\ldots ,X_n</math> स्वतंत्र और समान रूप से समान वितरण के रूप में होता है और शून्य माध्य और वरिएंस  के साथ समान रूप से वितरित यादृच्छिक चर <math>\sigma^2</math> और <math>Z</math> उनका माध्य <math>\sqrt{n}</math>  द्वारा मापा जाता है
:<math> Z = \sqrt{n}\left(\frac{1}{n}\sum_{i=1}^n X_i\right) </math>
:<math> Z = \sqrt{n}\left(\frac{1}{n}\sum_{i=1}^n X_i\right) </math>
फिर, जैसे-जैसे <math>n</math> बढ़ता है, <math>Z</math> की  प्रायिकता वितरण शून्य माध्य और वरिएंस <math>\sigma^2</math>.के साथ सामान्य वितरण की ओर प्रवृत्त होता है
फिर, जैसे-जैसे <math>n</math> बढ़ता है, <math>Z</math> की  प्रायिकता वितरण शून्य माध्य और वरिएंस <math>\sigma^2</math>.के साथ सामान्य वितरण की ओर प्रवृत्त होता है
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व्यवहार में आने वाले अनेक परीक्षण सांख्यिकी, [[अंक]] [[स्कोर (सांख्यिकी)|(सांख्यिकी)]] और अनुमानक अभ्यास में सामना करते हैं, उनमें कुछ यादृच्छिक चर के योग होते हैं और इससे भी अधिक अनुमानकों को [[प्रभाव समारोह (सांख्यिकी)|अभिव्यक्ति फलन  (सांख्यिकी)]] के उपयोग के माध्यम से यादृच्छिक चर के योग के रूप में दर्शाया जा सकता है। केंद्रीय सीमा प्रमेय का अर्थ है कि उन सांख्यिकीय मापदंडों में असमान रूप से सामान्य वितरण होता है।
व्यवहार में आने वाले अनेक परीक्षण सांख्यिकी, [[अंक]] [[स्कोर (सांख्यिकी)|(सांख्यिकी)]] और अनुमानक अभ्यास में सामना करते हैं, उनमें कुछ यादृच्छिक चर के योग होते हैं और इससे भी अधिक अनुमानकों को [[प्रभाव समारोह (सांख्यिकी)|अभिव्यक्ति फलन  (सांख्यिकी)]] के उपयोग के माध्यम से यादृच्छिक चर के योग के रूप में दर्शाया जा सकता है। केंद्रीय सीमा प्रमेय का अर्थ है कि उन सांख्यिकीय मापदंडों में असमान रूप से सामान्य वितरण होता है।


केंद्रीय सीमा प्रमेय का अर्थ यह भी है कि कुछ डिस्ट्रीब्यूशन को सामान्य वितरण द्वारा अनुमानित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए:
केंद्रीय सीमा प्रमेय का अर्थ यह भी है कि कुछ वितरण को सामान्य वितरण द्वारा अनुमानित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए:
* [[द्विपद वितरण|द्विपद]] वितरण <math>B(n,p)</math> माध्य के साथ डी मोइवर-लाप्लास प्रमेय है <math>np</math> और वरिएंस  <math>np(1-p)</math> बड़े के लिए <math>n</math> और के लिए <math>p</math> 0 या 1 के बहुत निकटतम  रूप में नहीं होते है।
* [[द्विपद वितरण|द्विपद]] वितरण <math>B(n,p)</math> माध्य के साथ डी मोइवर-लाप्लास प्रमेय है <math>np</math> और वरिएंस  <math>np(1-p)</math> बड़े के लिए <math>n</math> और के लिए <math>p</math> 0 या 1 के बहुत निकटतम  रूप में नहीं होते है।
* पैरामीटर के साथ पॉइसन वितरण <math>\lambda</math> औसत के साथ लगभग सामान्य रूप में होते है <math>\lambda</math> और वरिएंस  <math>\lambda</math>, के बड़े मानों  के लिए <math>\lambda</math>.के रूप में होते है<ref>{{cite web|url=http://www.stat.ucla.edu/~dinov/courses_students.dir/Applets.dir/NormalApprox2PoissonApplet.html|title=Normal Approximation to Poisson Distribution|website=Stat.ucla.edu|access-date=2017-03-03}}</ref>
* पैरामीटर के साथ पॉइसन वितरण <math>\lambda</math> औसत के साथ लगभग सामान्य रूप में होते है <math>\lambda</math> और वरिएंस  <math>\lambda</math>, के बड़े मानों  के लिए <math>\lambda</math>.के रूप में होते है<ref>{{cite web|url=http://www.stat.ucla.edu/~dinov/courses_students.dir/Applets.dir/NormalApprox2PoissonApplet.html|title=Normal Approximation to Poisson Distribution|website=Stat.ucla.edu|access-date=2017-03-03}}</ref>
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=== घनत्व फलन  पर संचालन ===
=== घनत्व फलन  पर संचालन ===
[[विभाजित सामान्य वितरण|विभाजित सामान्य]] वितरण को विभिन्न सामान्य डिस्ट्रीब्यूशन के घनत्व फलन  के स्केल किए गए वर्गों के रूप में सम्मलित होने और एक में एकीकृत करने के लिए घनत्व को कम करने के संदर्भ में सबसे सीधे परिभाषित किया गया है। इस प्रकार छोटा किया गया सामान्य वितरण एकल घनत्व फलन  के एक खंड को फिर से स्केल करने का परिणाम होता है।
[[विभाजित सामान्य वितरण|विभाजित सामान्य]] वितरण को विभिन्न सामान्य वितरण के घनत्व फलन  के स्केल किए गए वर्गों के रूप में सम्मलित होने और एक में एकीकृत करने के लिए घनत्व को कम करने के संदर्भ में सबसे सीधे परिभाषित किया गया है। इस प्रकार छोटा किया गया सामान्य वितरण एकल घनत्व फलन  के एक खंड को फिर से स्केल करने का परिणाम होता है।


=== अनंत विभाज्यता और क्रैमर की प्रमेय ===
=== अनंत विभाज्यता और क्रैमर की प्रमेय ===
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इसके विपरीत यदि <math>X_1</math> और <math>X_2</math> स्वतंत्र यादृच्छिक चर और उनकी राशि हैं <math>X_1+X_2</math> एक सामान्य वितरण है, फिर दोनों <math>X_1</math> और <math>X_2</math> सामान्य विचलन के रूप में होना चाहिए।<ref>{{harvtxt |Galambos |Simonelli |2004 |loc=Theorem&nbsp;3.5 }}</ref>
इसके विपरीत यदि <math>X_1</math> और <math>X_2</math> स्वतंत्र यादृच्छिक चर और उनकी राशि हैं <math>X_1+X_2</math> एक सामान्य वितरण है, फिर दोनों <math>X_1</math> और <math>X_2</math> सामान्य विचलन के रूप में होना चाहिए।<ref>{{harvtxt |Galambos |Simonelli |2004 |loc=Theorem&nbsp;3.5 }}</ref>


इस परिणाम को क्रैमर के अपघटन प्रमेय के रूप में जाना जाता है और यह कहने के बराबर है कि दो डिस्ट्रीब्यूशन का [[कनवल्शन]] सामान्य है यदि और केवल यदि दोनों सामान्य हैं। क्रैमर के प्रमेय का तात्पर्य है कि स्वतंत्र गैर-गाऊसी चरों के एक रैखिक संयोजन का कभी भी बिल्कुल सामान्य वितरण नहीं होता है, चूंकि  यह यादृच्छिक ढंग से निकटता से संपर्क कर सकता है।<ref name="Bryc 1995 35">{{harvtxt |Bryc |1995 |p=35 }}</ref>
इस परिणाम को क्रैमर के अपघटन प्रमेय के रूप में जाना जाता है और यह कहने के बराबर है कि दो वितरण का [[कनवल्शन]] सामान्य है यदि और केवल यदि दोनों सामान्य हैं। क्रैमर के प्रमेय का तात्पर्य है कि स्वतंत्र गैर-गाऊसी चरों के एक रैखिक संयोजन का कभी भी बिल्कुल सामान्य वितरण नहीं होता है, चूंकि  यह यादृच्छिक ढंग से निकटता से संपर्क कर सकता है।<ref name="Bryc 1995 35">{{harvtxt |Bryc |1995 |p=35 }}</ref>
=== बर्नस्टीन की प्रमेय ===
=== बर्नस्टीन की प्रमेय ===
बर्नस्टीन के प्रमेय में कहा गया है कि यदि <math>X</math> और <math>Y</math> स्वतंत्र हैं और <math>X + Y</math> और <math>X - Y</math> स्वतंत्र भी हैं, तो X और Y दोनों का सामान्य वितरण अनिवार्य रूप से होते है।<ref name=LK>{{harvtxt |Lukacs |King |1954 }}</ref><ref>{{cite journal| last1=Quine| first1=M.P. |year=1993|title=On three characterisations of the normal distribution |url=http://www.math.uni.wroc.pl/~pms/publicationsArticle.php?nr=14.2&nrA=8&ppB=257&ppE=263 |journal=Probability and Mathematical Statistics|volume=14 |issue=2 |pages=257–263}}</ref>
बर्नस्टीन के प्रमेय में कहा गया है कि यदि <math>X</math> और <math>Y</math> स्वतंत्र हैं और <math>X + Y</math> और <math>X - Y</math> स्वतंत्र भी हैं, तो X और Y दोनों का सामान्य वितरण अनिवार्य रूप से होते है।<ref name=LK>{{harvtxt |Lukacs |King |1954 }}</ref><ref>{{cite journal| last1=Quine| first1=M.P. |year=1993|title=On three characterisations of the normal distribution |url=http://www.math.uni.wroc.pl/~pms/publicationsArticle.php?nr=14.2&nrA=8&ppB=257&ppE=263 |journal=Probability and Mathematical Statistics|volume=14 |issue=2 |pages=257–263}}</ref>
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अधिक सामान्यतः, यदि <math>X_1, \ldots, X_n</math> स्वतंत्र यादृच्छिक चर हैं, फिर दो भिन्न रैखिक संयोजन <math display="inline">\sum{a_kX_k}</math> और <math display="inline">\sum{b_kX_k}</math> स्वतंत्र रूप में होता है, यदि और केवल यदि सभी <math>X_k</math> सामान्य हैं और <math display="inline">\sum{a_kb_k\sigma_k^2=0}</math>, जहाँ  <math>\sigma_k^2</math> के वरिएंस <math>X_k</math>.को दर्शाता है<ref name="LK" />
अधिक सामान्यतः, यदि <math>X_1, \ldots, X_n</math> स्वतंत्र यादृच्छिक चर हैं, फिर दो भिन्न रैखिक संयोजन <math display="inline">\sum{a_kX_k}</math> और <math display="inline">\sum{b_kX_k}</math> स्वतंत्र रूप में होता है, यदि और केवल यदि सभी <math>X_k</math> सामान्य हैं और <math display="inline">\sum{a_kb_k\sigma_k^2=0}</math>, जहाँ  <math>\sigma_k^2</math> के वरिएंस <math>X_k</math>.को दर्शाता है<ref name="LK" />
=== एक्सटेंशन ===
=== एक्सटेंशन ===
सामान्य वितरण की धारणा,  प्रायिकता  सिद्धांत में सबसे महत्वपूर्ण डिस्ट्रीब्यूशन में से एक होने के नाते, यूनीवेरिएट (जो कि एक आयामी है)  स्थितियो े (केस 1) के मानक ढांचे से बहुत आगे तक बढ़ा दी गई है। इन सभी विस्तारों को सामान्य या गाऊसी कानून भी कहा जाता है, इसलिए नामों में एक निश्चित अस्पष्टता उपस्थित है।
सामान्य वितरण की धारणा,  प्रायिकता  सिद्धांत में सबसे महत्वपूर्ण वितरण में से एक होने के नाते, यूनीवेरिएट (जो कि एक आयामी है)  स्थितियो े (केस 1) के मानक ढांचे से बहुत आगे तक बढ़ा दी गई है। इन सभी विस्तारों को सामान्य या गाऊसी कानून भी कहा जाता है, इसलिए नामों में एक निश्चित अस्पष्टता उपस्थित है।
* मल्टवेरीेंएट सामान्य वितरण के-आयामी [[यूक्लिडियन अंतरिक्ष]] में गॉसियन कानून का वर्णन करता है। एक सदिश {{nowrap|''X'' ∈ '''R'''<sup>''k''</sup>}} बहुभिन्नरूपी-सामान्य रूप से वितरित है यदि इसके घटकों का कोई रैखिक संयोजन है {{nowrap|Σ{{su|p=''k''|b=''j''=1}}''a<sub>j</sub> X<sub>j</sub>''}} एक (अविभाजित) सामान्य वितरण है। X का प्रसरण एक k×k सममित सकारात्मक-निश्चित आव्यूह V है। मल्टवेरीेंएट सामान्य वितरण  दीर्घवृत्ताकार  वितरण का एक विशेष  स्थिति है। जैसे, k = 2  स्थितियो े में इसका आइसो-घनत्व लोकी दीर्घवृत्त हैं और यादृच्छिक k के  स्थितियो े में दीर्घवृत्त हैं।
* मल्टवेरीेंएट सामान्य वितरण के-आयामी [[यूक्लिडियन अंतरिक्ष]] में गॉसियन कानून का वर्णन करता है। एक सदिश {{nowrap|''X'' ∈ '''R'''<sup>''k''</sup>}} बहुभिन्नरूपी-सामान्य रूप से वितरित है यदि इसके घटकों का कोई रैखिक संयोजन है {{nowrap|Σ{{su|p=''k''|b=''j''=1}}''a<sub>j</sub> X<sub>j</sub>''}} एक (अविभाजित) सामान्य वितरण है। X का प्रसरण एक k×k सममित सकारात्मक-निश्चित आव्यूह V है। मल्टवेरीेंएट सामान्य वितरण  दीर्घवृत्ताकार  वितरण का एक विशेष  स्थिति है। जैसे, k = 2  स्थितियो े में इसका आइसो-घनत्व लोकी दीर्घवृत्त हैं और यादृच्छिक k के  स्थितियो े में दीर्घवृत्त हैं।
* [[संशोधित गाऊसी वितरण|संशोधित गाऊसी]] वितरण सामान्य वितरण का एक संशोधित संस्करण है जिसमें सभी नकारात्मक तत्व 0 पर रीसेट हो जाते हैं
* [[संशोधित गाऊसी वितरण|संशोधित गाऊसी]] वितरण सामान्य वितरण का एक संशोधित संस्करण है जिसमें सभी नकारात्मक तत्व 0 पर रीसेट हो जाते हैं
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* [[गॉसियन क्यू-वितरण|गॉसियन क्यू-]]वितरण एक सार गणितीय निर्माण है जो सामान्य वितरण के [[क्यू-एनालॉग]] का प्रतिनिधित्व करता है।
* [[गॉसियन क्यू-वितरण|गॉसियन क्यू-]]वितरण एक सार गणितीय निर्माण है जो सामान्य वितरण के [[क्यू-एनालॉग]] का प्रतिनिधित्व करता है।
* [[क्ष-गाऊसी]] गॉसियन वितरण का एक एनालॉग है, इस अर्थ में कि यह सॉलिस एंट्रॉपी को अधिकतम करता है, और एक प्रकार का सॉलिस वितरण है। ध्यान दें कि यह वितरण उपरोक्त गॉसियन q-वितरण से भिन्न है।
* [[क्ष-गाऊसी]] गॉसियन वितरण का एक एनालॉग है, इस अर्थ में कि यह सॉलिस एंट्रॉपी को अधिकतम करता है, और एक प्रकार का सॉलिस वितरण है। ध्यान दें कि यह वितरण उपरोक्त गॉसियन q-वितरण से भिन्न है।
* कनियादकिस गॉसियन वितरण | कनियादकिस κ-गाऊसी वितरण गॉसियन वितरण का एक सामान्यीकरण है जो [[कनियादकिस वितरण|कनियादकिस]] डिस्ट्रीब्यूशन में से एक होने के नाते, कनियादकिस आंकड़ों से उत्पन्न होता है।
* कनियादकिस गॉसियन वितरण | कनियादकिस κ-गाऊसी वितरण गॉसियन वितरण का एक सामान्यीकरण है जो [[कनियादकिस वितरण|कनियादकिस]] वितरण में से एक होने के नाते, कनियादकिस आंकड़ों से उत्पन्न होता है।


एक यादृच्छिक चर X में एक वितरण होने पर दो-टुकड़ा सामान्य वितरण होता है
एक यादृच्छिक चर X में एक वितरण होने पर दो-टुकड़ा सामान्य वितरण होता है
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जहाँ E(X), V(X) और T(X) क्रमशः माध्य, वरिएंस  और तीसरा केंद्रीय मोमेंट  हैं।
जहाँ E(X), V(X) और T(X) क्रमशः माध्य, वरिएंस  और तीसरा केंद्रीय मोमेंट  हैं।


गॉसियन कानून के मुख्य व्यावहारिक उपयोगों में से एक व्यवहार में आने वाले कई अलग-भिन्न यादृच्छिक चरों के अनुभवजन्य डिस्ट्रीब्यूशन को मॉडल करना है। ऐसे  स्थितियो े में एक संभावित विस्तार वितरण का एक समृद्ध फॅमिली होता है , जिसमें दो से अधिक पैरामीटर होंगे और इसलिए अनुभवजन्य वितरण को अधिक अच्छे रूप से फिट करने में सक्षम होंगे। ऐसे एक्सटेंशन के उदाहरण हैं:
गॉसियन कानून के मुख्य व्यावहारिक उपयोगों में से एक व्यवहार में आने वाले कई अलग-भिन्न यादृच्छिक चरों के अनुभवजन्य वितरण को मॉडल करना है। ऐसे  स्थितियो े में एक संभावित विस्तार वितरण का एक समृद्ध फॅमिली होता है , जिसमें दो से अधिक पैरामीटर होंगे और इसलिए अनुभवजन्य वितरण को अधिक अच्छे रूप से फिट करने में सक्षम होंगे। ऐसे एक्सटेंशन के उदाहरण हैं:
* पियर्सन वितरण — प्रायिकता वितरण का एक चार-पैरामीटर फॅमिली जो विभिन्न तिरछापन और कर्टोसिस मानों  को सम्मलित करने के लिए सामान्य कानून का विस्तार करता है।
* पियर्सन वितरण — प्रायिकता वितरण का एक चार-पैरामीटर फॅमिली जो विभिन्न तिरछापन और कर्टोसिस मानों  को सम्मलित करने के लिए सामान्य कानून का विस्तार करता है।
* [[सामान्यीकृत सामान्य वितरण|सामान्यीकृत सामान्य डिस्ट्रीब्यूशन]] , जिसे घातीय शक्ति वितरण के रूप में भी जाना जाता है, मोटे या पतले ऐसिम्टाटिक  व्यवहार के साथ वितरण टेल्ड  की अनुमति देता है।
* [[सामान्यीकृत सामान्य वितरण|सामान्यीकृत सामान्य]] वितरण , जिसे घातीय शक्ति वितरण के रूप में भी जाना जाता है, मोटे या पतले ऐसिम्टाटिक  व्यवहार के साथ वितरण टेल्ड  की अनुमति देता है।


== सांख्यिकीय निष्कर्ष ==
== सांख्यिकीय निष्कर्ष ==
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     t = \frac{\hat\mu-\mu}{s/\sqrt{n}} = \frac{\overline{x}-\mu}{\sqrt{\frac{1}{n(n-1) )}\sum(x_i-\overline{x})^2}} \sim t_{n-1}
     t = \frac{\hat\mu-\mu}{s/\sqrt{n}} = \frac{\overline{x}-\mu}{\sqrt{\frac{1}{n(n-1) )}\sum(x_i-\overline{x})^2}} \sim t_{n-1}
   </ गणित>
   </ गणित>
इस क्वांटाइल t में छात्र का t-वितरण है {{nowrap|(''n'' − 1)}} स्वतंत्र की डिग्री, और यह एक सहायक आँकड़ा है (मापदंडों के मान  से स्वतंत्र)। इस t-सांख्यिकी के वितरण को बदलने से हमें μ के लिए कॉन्फिडेंस अंतराल का निर्माण करने की अनुमति मिलेगी;<ref>{{harvtxt |Krishnamoorthy |2006 |p=130 }}</ref> इसी तरह, χ को उल्टा करना<sup>2</sup> आँकड़ों का डिस्ट्रीब्यूशन <sup>2</sup> हमें σ के लिए कॉन्फ़िडेंस इंटरवल देगा<sup>2</sup>:<ref>{{harvtxt |Krishnamoorthy |2006 |p=133 }}</ref>
इस क्वांटाइल t में छात्र का t-वितरण है {{nowrap|(''n'' − 1)}} स्वतंत्र की डिग्री, और यह एक सहायक आँकड़ा है (मापदंडों के मान  से स्वतंत्र)। इस t-सांख्यिकी के वितरण को बदलने से हमें μ के लिए कॉन्फिडेंस अंतराल का निर्माण करने की अनुमति मिलेगी;<ref>{{harvtxt |Krishnamoorthy |2006 |p=130 }}</ref> इसी तरह, χ को उल्टा करना<sup>2</sup> आँकड़ों का वितरण <sup>2</sup> हमें σ के लिए कॉन्फ़िडेंस इंटरवल देगा<sup>2</sup>:<ref>{{harvtxt |Krishnamoorthy |2006 |p=133 }}</ref>
:<math>\mu \in \left[ \hat\mu - t_{n-1,1-\alpha/2} \frac{1}{\sqrt{n}}s,
:<math>\mu \in \left[ \hat\mu - t_{n-1,1-\alpha/2} \frac{1}{\sqrt{n}}s,
                       \hat\mu + t_{n-1,1-\alpha/2} \frac{1}{\sqrt{n}}s \right],</math>
                       \hat\mu + t_{n-1,1-\alpha/2} \frac{1}{\sqrt{n}}s \right],</math>
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&= \frac{1}{(\sigma^2)^{1+\frac{\nu_0+n}{2}}} \exp\left[-\frac{\nu_0 \sigma_0^2 + S}{2\sigma^2}\right]
&= \frac{1}{(\sigma^2)^{1+\frac{\nu_0+n}{2}}} \exp\left[-\frac{\nu_0 \sigma_0^2 + S}{2\sigma^2}\right]
\end{align}</math>
\end{align}</math>
ऊपर भी एक स्केल्ड इनवर्स ची-स्क्वेर्ड डिस्ट्रीब्यूशन है जहाँ
ऊपर भी एक स्केल्ड इनवर्स ची-स्क्वेर्ड वितरण है जहाँ


:<math>\begin{align}
:<math>\begin{align}
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# उस  स्थितियो े को संभालने के लिए जहां माध्य और वरिएंस  दोनों अज्ञात हैं, हम माध्य और वरिएंस  पर स्वतंत्र प्राथमिकताएं रख सकते हैं, औसत माध्य के निश्चित अनुमानों के साथ, कुल वरिएंस , पूर्व में वरिएंस  की गणना करने के लिए उपयोग किए जाने वाले डेटा बिंदुओं की संख्या, और चुकता का योग विचलन। चूंकि  ध्यान दें कि वास्तव में, माध्य का कुल वरिएंस  अज्ञात वरिएंस  पर निर्भर करता है, और चुकता विचलन का योग जो वरिएंस  में जाता है (प्रकट होता है) अज्ञात माध्य पर निर्भर करता है। व्यवहार में, बाद की निर्भरता अपेक्षाकृत महत्वहीन है: वास्तविक माध्य को स्थानांतरित करने से उत्पन्न अंक एक समान राशि से बदल जाते हैं, और औसतन चुकता विचलन समान रहेगा। चूंकि , माध्य के कुल वरिएंस  के साथ ऐसा नहीं है: जैसे ही अज्ञात वरिएंस  बढ़ता है, माध्य का कुल वरिएंस  आनुपातिक रूप से बढ़ जाएगा, और हम इस निर्भरता को पकड़ना चाहेंगे।
# उस  स्थितियो े को संभालने के लिए जहां माध्य और वरिएंस  दोनों अज्ञात हैं, हम माध्य और वरिएंस  पर स्वतंत्र प्राथमिकताएं रख सकते हैं, औसत माध्य के निश्चित अनुमानों के साथ, कुल वरिएंस , पूर्व में वरिएंस  की गणना करने के लिए उपयोग किए जाने वाले डेटा बिंदुओं की संख्या, और चुकता का योग विचलन। चूंकि  ध्यान दें कि वास्तव में, माध्य का कुल वरिएंस  अज्ञात वरिएंस  पर निर्भर करता है, और चुकता विचलन का योग जो वरिएंस  में जाता है (प्रकट होता है) अज्ञात माध्य पर निर्भर करता है। व्यवहार में, बाद की निर्भरता अपेक्षाकृत महत्वहीन है: वास्तविक माध्य को स्थानांतरित करने से उत्पन्न अंक एक समान राशि से बदल जाते हैं, और औसतन चुकता विचलन समान रहेगा। चूंकि , माध्य के कुल वरिएंस  के साथ ऐसा नहीं है: जैसे ही अज्ञात वरिएंस  बढ़ता है, माध्य का कुल वरिएंस  आनुपातिक रूप से बढ़ जाएगा, और हम इस निर्भरता को पकड़ना चाहेंगे।
# इससे पता चलता है कि हम अज्ञात वरिएंस  पर माध्य से पहले एक सशर्त बनाते हैं, जिसमें एक हाइपरपैरामीटर पूर्व से जुड़े छद्म-अवलोकन के माध्य को निर्दिष्ट करता है, और एक अन्य पैरामीटर छद्म-टिप्पणियों की संख्या को निर्दिष्ट करता है। यह संख्या भिन्नता पर स्केलिंग पैरामीटर के रूप में फलन  करती है, जिससे वास्तविक भिन्नता पैरामीटर के सापेक्ष माध्य के समग्र भिन्नता को नियंत्रित करना संभव हो जाता है। वरिएंस  के पूर्व में भी दो हाइपरपरमेटर्स होते हैं, एक पूर्व से जुड़े छद्म-अवलोकनों के वर्ग विचलन के योग को निर्दिष्ट करता है, और दूसरा एक बार फिर से छद्म-टिप्पणियों की संख्या को निर्दिष्ट करता है। ध्यान दें कि प्रत्येक पूर्व में छद्म-अवलोकन की संख्या निर्दिष्ट करने वाला एक हाइपरपैरामीटर होता है, और प्रत्येक  स्थितियो े में यह उस पूर्व के सापेक्ष भिन्नता को नियंत्रित करता है। इन्हें दो अलग-भिन्न हाइपरपैरामीटर के रूप में दिया जाता है जिससे की  दो पुरोहितों के प्रसरण (अर्थात् विश्वास) को अलग-भिन्न नियंत्रित किया जा सके।
# इससे पता चलता है कि हम अज्ञात वरिएंस  पर माध्य से पहले एक सशर्त बनाते हैं, जिसमें एक हाइपरपैरामीटर पूर्व से जुड़े छद्म-अवलोकन के माध्य को निर्दिष्ट करता है, और एक अन्य पैरामीटर छद्म-टिप्पणियों की संख्या को निर्दिष्ट करता है। यह संख्या भिन्नता पर स्केलिंग पैरामीटर के रूप में फलन  करती है, जिससे वास्तविक भिन्नता पैरामीटर के सापेक्ष माध्य के समग्र भिन्नता को नियंत्रित करना संभव हो जाता है। वरिएंस  के पूर्व में भी दो हाइपरपरमेटर्स होते हैं, एक पूर्व से जुड़े छद्म-अवलोकनों के वर्ग विचलन के योग को निर्दिष्ट करता है, और दूसरा एक बार फिर से छद्म-टिप्पणियों की संख्या को निर्दिष्ट करता है। ध्यान दें कि प्रत्येक पूर्व में छद्म-अवलोकन की संख्या निर्दिष्ट करने वाला एक हाइपरपैरामीटर होता है, और प्रत्येक  स्थितियो े में यह उस पूर्व के सापेक्ष भिन्नता को नियंत्रित करता है। इन्हें दो अलग-भिन्न हाइपरपैरामीटर के रूप में दिया जाता है जिससे की  दो पुरोहितों के प्रसरण (अर्थात् विश्वास) को अलग-भिन्न नियंत्रित किया जा सके।
# यह तुरंत सामान्य-उलटा-गामा वितरण की ओर ले जाता है, जो अभी-अभी परिभाषित दो डिस्ट्रीब्यूशन का  गुणन है, जिसमें संयुग्मित पुजारियों का उपयोग किया जाता है (वरिएंस  पर एक उलटा गामा डिस्ट्रीब्यूशन , और माध्य पर एक सामान्य डिस्ट्रीब्यूशन , वरिएंस  पर सशर्त) और उन्हीं चार मापदंडों के साथ अभी-अभी परिभाषित किया गया है।
# यह तुरंत सामान्य-उलटा-गामा वितरण की ओर ले जाता है, जो अभी-अभी परिभाषित दो वितरण का  गुणन है, जिसमें संयुग्मित पुजारियों का उपयोग किया जाता है (वरिएंस  पर एक उलटा गामा वितरण , और माध्य पर एक सामान्य वितरण , वरिएंस  पर सशर्त) और उन्हीं चार मापदंडों के साथ अभी-अभी परिभाषित किया गया है।


प्राथमिकताओं को सामान्य रूप से निम्नानुसार परिभाषित किया गया है:
प्राथमिकताओं को सामान्य रूप से निम्नानुसार परिभाषित किया गया है:
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लगभग सामान्य वितरण कई स्थितियों में होते हैं, जैसा कि केंद्रीय सीमा प्रमेय द्वारा समझाया गया है। जब परिणाम कई छोटे प्रभावों से जोड़कर और स्वतंत्र रूप से फलन  करता है, तो इसका वितरण सामान्य के निकटतम  होता है । सामान्य सन्निकटन मान्य नहीं होता है  यदि प्रअभिव्यक्ति गुणात्मक रूप से फलन  करते हैं (योगात्मक के बजाय), या यदि कोई बाहरी प्रअभिव्यक्ति है जो बाकी प्रभावों की तुलना में बहुत  बड़ा परिमाण है।
लगभग सामान्य वितरण कई स्थितियों में होते हैं, जैसा कि केंद्रीय सीमा प्रमेय द्वारा समझाया गया है। जब परिणाम कई छोटे प्रभावों से जोड़कर और स्वतंत्र रूप से फलन  करता है, तो इसका वितरण सामान्य के निकटतम  होता है । सामान्य सन्निकटन मान्य नहीं होता है  यदि प्रअभिव्यक्ति गुणात्मक रूप से फलन  करते हैं (योगात्मक के बजाय), या यदि कोई बाहरी प्रअभिव्यक्ति है जो बाकी प्रभावों की तुलना में बहुत  बड़ा परिमाण है।
* गिनती की समस्याओं में, जहां केंद्रीय सीमा प्रमेय में असतत-से-निरंतर सन्निकटन सम्मलित है और जहां [[अनंत विभाज्यता]] और अविघटनीय वितरण वितरण सम्मलित हैं, जैसे
* गिनती की समस्याओं में, जहां केंद्रीय सीमा प्रमेय में असतत-से-निरंतर सन्निकटन सम्मलित है और जहां [[अनंत विभाज्यता]] और अविघटनीय वितरण वितरण सम्मलित हैं, जैसे
** द्विपद डिस्ट्रीब्यूशन , द्विआधारी प्रतिक्रिया चर के साथ जुड़ा हुआ है;
** द्विपद वितरण , द्विआधारी प्रतिक्रिया चर के साथ जुड़ा हुआ है;
** पॉसन डिस्ट्रीब्यूशन , दुर्लभ घटनाओं से जुड़ा;
** पॉसन वितरण , दुर्लभ घटनाओं से जुड़ा;
* ऊष्मीय विकिरण में बोस-आइंस्टीन आँकड़े हैं | बोस-आइंस्टीन वितरण बहुत कम समय के पैमाने पर, और केंद्रीय सीमा प्रमेय के कारण लंबे समय के पैमाने पर एक सामान्य डिस्ट्रीब्यूशन
* ऊष्मीय विकिरण में बोस-आइंस्टीन आँकड़े हैं | बोस-आइंस्टीन वितरण बहुत कम समय के पैमाने पर, और केंद्रीय सीमा प्रमेय के कारण लंबे समय के पैमाने पर एक सामान्य वितरण


=== अनुमानित सामान्यता ===
=== अनुमानित सामान्यता ===
[[File:Fisher iris versicolor sepalwidth.svg|thumb|right|फिशर के [[आइरिस फूल डेटा सेट]] से आइरिस वर्सीकलर के लिए सीमोमेंट  चौड़ाई का हिस्टोग्राम, सुपरइम्पोज़्ड बेस्ट-फिटिंग नॉर्मल डिस्ट्रीब्यूशन के साथ।]]
[[File:Fisher iris versicolor sepalwidth.svg|thumb|right|फिशर के [[आइरिस फूल डेटा सेट]] से आइरिस वर्सीकलर के लिए सीमोमेंट  चौड़ाई का हिस्टोग्राम, सुपरइम्पोज़्ड बेस्ट-फिटिंग नॉर्मल वितरण के साथ।]]
{{Blockquote|I can only recognize the occurrence of the normal curve – the Laplacian curve of errors – as a very abnormal phenomenon. It is roughly approximated to in certain distributions; for this reason, and on account for its beautiful simplicity, we may, perhaps, use it as a first approximation, particularly in theoretical investigations.|{{harvtxt |Pearson |1901 }}}}
{{Blockquote|I can only recognize the occurrence of the normal curve – the Laplacian curve of errors – as a very abnormal phenomenon. It is roughly approximated to in certain distributions; for this reason, and on account for its beautiful simplicity, we may, perhaps, use it as a first approximation, particularly in theoretical investigations.|{{harvtxt |Pearson |1901 }}}}
अनुभवजन्य रूप से उस धारणा का परीमोमेंट  करने के लिए सांख्यिकीय तरीके हैं; ऊपर #सामान्यता परीमोमेंट  अनुभाग देखें।
अनुभवजन्य रूप से उस धारणा का परीमोमेंट  करने के लिए सांख्यिकीय तरीके हैं; ऊपर #सामान्यता परीमोमेंट  अनुभाग देखें।
Line 807: Line 807:
** वृद्धि की दिशा में जैविक नमूनों के अक्रिय उपांगों (बाल, पंजे, नाखून, दांत) की लंबाई; संभवतः पेड़ की छाल की मोटाई भी इसी श्रेणी में आती है;
** वृद्धि की दिशा में जैविक नमूनों के अक्रिय उपांगों (बाल, पंजे, नाखून, दांत) की लंबाई; संभवतः पेड़ की छाल की मोटाई भी इसी श्रेणी में आती है;
** कुछ शारीरिक माप, जैसे वयस्क मनुष्यों का रक्तचाप।
** कुछ शारीरिक माप, जैसे वयस्क मनुष्यों का रक्तचाप।
* वित्त में, विशेष रूप से ब्लैक-स्कोल्स मॉडल, विनिमय दरों, मान  सूचकांकों और शेयर बाजार सूचकांकों के लघुगणक में परिवर्तन को सामान्य माना जाता है (ये चर [[चक्रवृद्धि ब्याज]] की तरह व्यवहार करते हैं, साधारण ब्याज की तरह नहीं, और इसलिए गुणक हैं)। [[बेनोइट मंडेलब्रॉट]] जैसे कुछ गणितज्ञों ने तर्क दिया है कि [[लेवी तिरछा अल्फा-स्थिर वितरण|लेवी तिरछा अल्फा-स्टेबल]]  वितरण | लॉग-लेवी डिस्ट्रीब्यूशन , जिसमें [[भारी पूंछ|भारी टेल्ड]]  होती है, एक अधिक उपयुक्त मॉडल होता है , विशेष रूप से स्टॉक मार्केट क्रैश के विश्लेषण के लिए। [[नसीम निकोलस तालेब]] ने अपने फलन  में वित्तीय मॉडल में होने वाले सामान्य वितरण की धारणा के उपयोग की भी आलोचना की है।
* वित्त में, विशेष रूप से ब्लैक-स्कोल्स मॉडल, विनिमय दरों, मान  सूचकांकों और शेयर बाजार सूचकांकों के लघुगणक में परिवर्तन को सामान्य माना जाता है (ये चर [[चक्रवृद्धि ब्याज]] की तरह व्यवहार करते हैं, साधारण ब्याज की तरह नहीं, और इसलिए गुणक हैं)। [[बेनोइट मंडेलब्रॉट]] जैसे कुछ गणितज्ञों ने तर्क दिया है कि [[लेवी तिरछा अल्फा-स्थिर वितरण|लेवी तिरछा अल्फा-स्टेबल]]  वितरण | लॉग-लेवी वितरण , जिसमें [[भारी पूंछ|भारी टेल्ड]]  होती है, एक अधिक उपयुक्त मॉडल होता है , विशेष रूप से स्टॉक मार्केट क्रैश के विश्लेषण के लिए। [[नसीम निकोलस तालेब]] ने अपने फलन  में वित्तीय मॉडल में होने वाले सामान्य वितरण की धारणा के उपयोग की भी आलोचना की है।
* भौतिक प्रयोगों में अनिश्चितता का प्रसार अधिकांशतः सामान्य वितरण द्वारा प्रतिरूपित किया जाता है। सामान्य वितरण के इस प्रयोग का अर्थ यह नहीं है कि कोई यह मान रहा है कि माप त्रुटियां सामान्य रूप से वितरित की जाती हैं, बल्कि सामान्य वितरण का उपयोग करने से त्रुटियों के माध्य और वरिएंस  के बारे में केवल ज्ञान दिया जा सकता है।<ref>{{cite book|last=Jaynes|first=Edwin T.|year=2003|title=Probability Theory: The Logic of Science|publisher=Cambridge University Press|pages=592–593|url=https://books.google.com/books?id=tTN4HuUNXjgC&pg=PA592|isbn=9780521592710}}</ref>
* भौतिक प्रयोगों में अनिश्चितता का प्रसार अधिकांशतः सामान्य वितरण द्वारा प्रतिरूपित किया जाता है। सामान्य वितरण के इस प्रयोग का अर्थ यह नहीं है कि कोई यह मान रहा है कि माप त्रुटियां सामान्य रूप से वितरित की जाती हैं, बल्कि सामान्य वितरण का उपयोग करने से त्रुटियों के माध्य और वरिएंस  के बारे में केवल ज्ञान दिया जा सकता है।<ref>{{cite book|last=Jaynes|first=Edwin T.|year=2003|title=Probability Theory: The Logic of Science|publisher=Cambridge University Press|pages=592–593|url=https://books.google.com/books?id=tTN4HuUNXjgC&pg=PA592|isbn=9780521592710}}</ref>
* [[मानकीकृत परीक्षण (सांख्यिकी)|मानकीकृत परीमोमेंट  (सांख्यिकी)]] में, परिणामों को या तो प्रश्नों की संख्या और कठिनाई (इंटेलिजेंस भागफल के रूप में) का चयन करके या सामान्य वितरण में फिट करके कच्चे परीमोमेंट  स्कोर को आउटपुट स्कोर में बदलकर सामान्य वितरण किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, [[SAT]] की 200-800 की पारंपरिक सीमा 500 के माध्य और 100 के मानक विचलन के साथ एक सामान्य वितरण पर आधारित है।
* [[मानकीकृत परीक्षण (सांख्यिकी)|मानकीकृत परीमोमेंट  (सांख्यिकी)]] में, परिणामों को या तो प्रश्नों की संख्या और कठिनाई (इंटेलिजेंस भागफल के रूप में) का चयन करके या सामान्य वितरण में फिट करके कच्चे परीमोमेंट  स्कोर को आउटपुट स्कोर में बदलकर सामान्य वितरण किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, [[SAT]] की 200-800 की पारंपरिक सीमा 500 के माध्य और 100 के मानक विचलन के साथ एक सामान्य वितरण पर आधारित है।
फ़ाइल:FitNormDistr.tif|thumb|220px|सज्जित संचयी सामान्य वितरण अक्टूबर वर्षा के लिए, [[वितरण फिटिंग]] देखें
फ़ाइल:FitNormDistr.tif|thumb|220px|सज्जित संचयी सामान्य वितरण अक्टूबर वर्षा के लिए, [[वितरण फिटिंग]] देखें
* कई अंक सामान्य वितरण से प्राप्त होते हैं, जिनमें प्रतिशतक रैंक (प्रतिशत या मात्रा), [[सामान्य वक्र समकक्ष]], स्टैनिन, मानक स्कोर | जेड-स्कोर और टी-स्कोर सम्मलित हैं। इसके अतिरिक्त, कुछ व्यवहारिक सांख्यिकीय प्रक्रियाएं मानती हैं कि स्कोर सामान्य रूप से वितरित किए जाते हैं; उदाहरण के लिए, विद्यार्थी का t-परीमोमेंट |t-परीमोमेंट  और प्रसरण का विश्लेषण। [[बेल वक्र ग्रेडिंग]] स्कोर के सामान्य वितरण के आधार पर संबंधित ग्रेड प्रदान करती है।
* कई अंक सामान्य वितरण से प्राप्त होते हैं, जिनमें प्रतिशतक रैंक (प्रतिशत या मात्रा), [[सामान्य वक्र समकक्ष]], स्टैनिन, मानक स्कोर | जेड-स्कोर और टी-स्कोर सम्मलित हैं। इसके अतिरिक्त, कुछ व्यवहारिक सांख्यिकीय प्रक्रियाएं मानती हैं कि स्कोर सामान्य रूप से वितरित किए जाते हैं; उदाहरण के लिए, विद्यार्थी का t-परीमोमेंट |t-परीमोमेंट  और प्रसरण का विश्लेषण। [[बेल वक्र ग्रेडिंग]] स्कोर के सामान्य वितरण के आधार पर संबंधित ग्रेड प्रदान करती है।
* [[जल विज्ञान]] में लंबी अवधि के नदी प्रवाह या वर्षा का डिस्ट्रीब्यूशन , उदा। मासिक और वार्षिक योग, केंद्रीय सीमा प्रमेय के अनुसार अधिकांशतः व्यावहारिक रूप से सामान्य माना जाता है।<ref>{{cite book|last=Oosterbaan|first=Roland J. | editor-last=Ritzema |editor-first=Henk P.|chapter=Chapter 6: Frequency and Regression Analysis of Hydrologic Data|year=1994 | edition=second revised|title=Drainage Principles and Applications, Publication 16|publisher=International Institute for Land Reclamation and Improvement (ILRI)|location=Wageningen, The Netherlands|pages=175–224|chapter-url=http://www.waterlog.info/pdf/freqtxt.pdf|isbn=978-90-70754-33-4}}</ref> [[CumFreq]] के साथ बनाई गई नीली तस्वीर, द्विपद वितरण के आधार पर 90% [[आत्मविश्वास बेल्ट|आत्मकॉन्फिडेंस बेल्ट]] दिखाते हुए अक्टूबर की बारिश के लिए सामान्य वितरण को फिट करने का एक उदाहरण दिखाती है। संचयी बारंबारता विश्लेषण के भाग के रूप में वर्षा के आंकड़ों को [[साजिश रचने की स्थिति]] द्वारा दर्शाया जाता है।
* [[जल विज्ञान]] में लंबी अवधि के नदी प्रवाह या वर्षा का वितरण , उदा। मासिक और वार्षिक योग, केंद्रीय सीमा प्रमेय के अनुसार अधिकांशतः व्यावहारिक रूप से सामान्य माना जाता है।<ref>{{cite book|last=Oosterbaan|first=Roland J. | editor-last=Ritzema |editor-first=Henk P.|chapter=Chapter 6: Frequency and Regression Analysis of Hydrologic Data|year=1994 | edition=second revised|title=Drainage Principles and Applications, Publication 16|publisher=International Institute for Land Reclamation and Improvement (ILRI)|location=Wageningen, The Netherlands|pages=175–224|chapter-url=http://www.waterlog.info/pdf/freqtxt.pdf|isbn=978-90-70754-33-4}}</ref> [[CumFreq]] के साथ बनाई गई नीली तस्वीर, द्विपद वितरण के आधार पर 90% [[आत्मविश्वास बेल्ट|आत्मकॉन्फिडेंस बेल्ट]] दिखाते हुए अक्टूबर की बारिश के लिए सामान्य वितरण को फिट करने का एक उदाहरण दिखाती है। संचयी बारंबारता विश्लेषण के भाग के रूप में वर्षा के आंकड़ों को [[साजिश रचने की स्थिति]] द्वारा दर्शाया जाता है।


=== पद्धति संबंधी समस्याएं और सहकर्मी समीक्षा ===
=== पद्धति संबंधी समस्याएं और सहकर्मी समीक्षा ===
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[[File:Planche de Galton.jpg|thumb|250px|right|[[बीन मशीन]], [[फ्रांसिस गैल्टन]] द्वारा आविष्कृत एक उपकरण, को सामान्य यादृच्छिक चर का पहला जनरेटर कहा जा सकता है। इस मशीन में पिनों की इंटरलीव्ड पंक्तियों के साथ एक वर्टिकल बोर्ड होता है। छोटी गेंदों को ऊपर से गिराया जाता है और फिर पिनों से टकराते ही बेतरतीब ढंग से बाएँ या दाएँ उछलते हैं। गेंदों को नीचे डिब्बे में एकत्र किया जाता है और गॉसियन वक्र के समान पैटर्न में व्यवस्थित किया जाता है।]]कंप्यूटर सिमुलेशन में, विशेष रूप से मोंटे-कार्लो पद्धति के अनुप्रयोगों में, सामान्य रूप से वितरित मानों  को उत्पन्न करना अधिकांशतः वांछनीय होता है। नीचे सूचीबद्ध सभी एल्गोरिदम मानक सामान्य विचलन उत्पन्न करते हैं, क्योंकि a {{math|''N''(''μ'', ''σ''<sup>2</sup>)}} के रूप में उत्पन्न किया जा सकता है {{math|1=''X'' = ''μ'' + ''σZ''}}, जहां Z मानक सामान्य है। ये सभी एल्गोरिदम एक समान वितरण (निरंतर) यादृच्छिक चर उत्पन्न करने में सक्षम एक यादृच्छिक संख्या जनरेटर यू की उमोमेंट ब्धता पर भरोसा करते हैं।
[[File:Planche de Galton.jpg|thumb|250px|right|[[बीन मशीन]], [[फ्रांसिस गैल्टन]] द्वारा आविष्कृत एक उपकरण, को सामान्य यादृच्छिक चर का पहला जनरेटर कहा जा सकता है। इस मशीन में पिनों की इंटरलीव्ड पंक्तियों के साथ एक वर्टिकल बोर्ड होता है। छोटी गेंदों को ऊपर से गिराया जाता है और फिर पिनों से टकराते ही बेतरतीब ढंग से बाएँ या दाएँ उछलते हैं। गेंदों को नीचे डिब्बे में एकत्र किया जाता है और गॉसियन वक्र के समान पैटर्न में व्यवस्थित किया जाता है।]]कंप्यूटर सिमुलेशन में, विशेष रूप से मोंटे-कार्लो पद्धति के अनुप्रयोगों में, सामान्य रूप से वितरित मानों  को उत्पन्न करना अधिकांशतः वांछनीय होता है। नीचे सूचीबद्ध सभी एल्गोरिदम मानक सामान्य विचलन उत्पन्न करते हैं, क्योंकि a {{math|''N''(''μ'', ''σ''<sup>2</sup>)}} के रूप में उत्पन्न किया जा सकता है {{math|1=''X'' = ''μ'' + ''σZ''}}, जहां Z मानक सामान्य है। ये सभी एल्गोरिदम एक समान वितरण (निरंतर) यादृच्छिक चर उत्पन्न करने में सक्षम एक यादृच्छिक संख्या जनरेटर यू की उमोमेंट ब्धता पर भरोसा करते हैं।
* सबसे सीधी विधि  [[संभाव्यता अभिन्न परिवर्तन|प्रायिकता  अभिन्न परिवर्तन]] प्रॉपर्टी पर आधारित है: यदि U को (0,1) पर समान रूप से वितरित किया जाता है, तो Φ<sup>−1</sup>(U) का मानक सामान्य वितरण होता है । इस पद्धति का दोष यह है कि यह प्रोबिट फलन  Φ की गणना पर निर्भर करता है<sup>-1</sup>, जो विश्लेषणात्मक रूप से नहीं किया जा सकता। में कुछ अनुमानित विधियों का वर्णन किया गया है {{harvtxt |Hart |1968 }} और त्रुटि फलन  आलेख में। विचुरा इस फलन  को 16 दशमलव स्थानों पर गणना करने के लिए एक तेज़ एल्गोरिद्म देता है,<ref>{{cite journal|last=Wichura |first=Michael J.|year=1988|title=Algorithm AS241: The Percentage Points of the Normal Distribution|journal=Applied Statistics |volume=37|pages=477–84|doi=10.2307/2347330|jstor=2347330|issue=3}}</ref> जिसका उपयोग [[आर प्रोग्रामिंग भाषा]] द्वारा सामान्य वितरण के यादृच्छिक चर की गणना करने के लिए किया जाता है।
* सबसे सीधी विधि  [[संभाव्यता अभिन्न परिवर्तन|प्रायिकता  अभिन्न परिवर्तन]] प्रॉपर्टी पर आधारित है: यदि U को (0,1) पर समान रूप से वितरित किया जाता है, तो Φ<sup>−1</sup>(U) का मानक सामान्य वितरण होता है । इस पद्धति का दोष यह है कि यह प्रोबिट फलन  Φ की गणना पर निर्भर करता है<sup>-1</sup>, जो विश्लेषणात्मक रूप से नहीं किया जा सकता। में कुछ अनुमानित विधियों का वर्णन किया गया है {{harvtxt |Hart |1968 }} और त्रुटि फलन  आलेख में। विचुरा इस फलन  को 16 दशमलव स्थानों पर गणना करने के लिए एक तेज़ एल्गोरिद्म देता है,<ref>{{cite journal|last=Wichura |first=Michael J.|year=1988|title=Algorithm AS241: The Percentage Points of the Normal Distribution|journal=Applied Statistics |volume=37|pages=477–84|doi=10.2307/2347330|jstor=2347330|issue=3}}</ref> जिसका उपयोग [[आर प्रोग्रामिंग भाषा]] द्वारा सामान्य वितरण के यादृच्छिक चर की गणना करने के लिए किया जाता है।
* इरविन-हॉल डिस्ट्रीब्यूशन #सामान्य वितरण का अनुमान लगाना|एक आसान-से-प्रोग्राम अनुमानित दृष्टिकोण जो केंद्रीय सीमा प्रमेय पर निर्भर करता है, इस प्रकार है: 12 समान U(0,1) विचलन उत्पन्न करें, उन सभी को जोड़ें, और 6 घटाएं - परिणामी यादृच्छिक चर का लगभग मानक सामान्य वितरण होता है । वास्तव में, वितरण इरविन-हॉल वितरण होता है  | इरविन-हॉल, जो सामान्य वितरण के लिए 12-खंड ग्यारहवें-क्रम बहुपद सन्निकटन है। इस यादृच्छिक विचलन की सीमित सीमा (-6, 6) होगी।<ref>{{harvtxt |Johnson |Kotz |Balakrishnan |1995 |loc=Equation (26.48) }}</ref> ध्यान दें कि एक सामान्य सामान्य वितरण में, सभी नमूनों का केवल 0.00034% ±6σ से बाहर होता है ।
* इरविन-हॉल वितरण #सामान्य वितरण का अनुमान लगाना|एक आसान-से-प्रोग्राम अनुमानित दृष्टिकोण जो केंद्रीय सीमा प्रमेय पर निर्भर करता है, इस प्रकार है: 12 समान U(0,1) विचलन उत्पन्न करें, उन सभी को जोड़ें, और 6 घटाएं - परिणामी यादृच्छिक चर का लगभग मानक सामान्य वितरण होता है । वास्तव में, वितरण इरविन-हॉल वितरण होता है  | इरविन-हॉल, जो सामान्य वितरण के लिए 12-खंड ग्यारहवें-क्रम बहुपद सन्निकटन है। इस यादृच्छिक विचलन की सीमित सीमा (-6, 6) होगी।<ref>{{harvtxt |Johnson |Kotz |Balakrishnan |1995 |loc=Equation (26.48) }}</ref> ध्यान दें कि एक सामान्य सामान्य वितरण में, सभी नमूनों का केवल 0.00034% ±6σ से बाहर होता है ।
* बॉक्स-मुलर रूपांतरण | बॉक्स-मुलर विधि दो स्वतंत्र यादृच्छिक संख्या यू और वी (0,1) पर वितरित समान वितरण (निरंतर) का उपयोग करती है। फिर दो यादृच्छिक चर X और Y <math display="block">
* बॉक्स-मुलर रूपांतरण | बॉक्स-मुलर विधि दो स्वतंत्र यादृच्छिक संख्या यू और वी (0,1) पर वितरित समान वितरण (निरंतर) का उपयोग करती है। फिर दो यादृच्छिक चर X और Y <math display="block">
     X = \sqrt{- 2 \ln U} \, \cos(2 \pi V) , \qquad
     X = \sqrt{- 2 \ln U} \, \cos(2 \pi V) , \qquad
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कुछ लेखक<ref>{{harvtxt |Johnson |Kotz |Balakrishnan |1994 |p=85 }}</ref><ref>{{harvtxt |Le Cam | Lo Yang |2000 |p=74 }}</ref> सामान्य वितरण की खोज का श्रेय [[अब्राहम डी मोइवरे]] को देते हैं, जिन्होंने 1738 में{{NoteTag|De Moivre first published his findings in 1733, in a pamphlet "Approximatio ad Summam Terminorum Binomii {{math|(''a'' + ''b'')<sup>''n''</sup>}} in Seriem Expansi" that was designated for private circulation only. But it was not until the year 1738 that he made his results publicly available. The original pamphlet was reprinted several times, see for example {{harvtxt |Walker |1985 }}.}} द डॉक्ट्रिन ऑफ चांस के दूसरे संस्करण में [[द्विपद विस्तार]] में गुणांक के अध्ययन में प्रकाशित {{math|(''a'' + ''b'')<sup>''n''</sup>}}. डी मोइवर ने साबित किया कि इस विस्तार में मध्य पद का अनुमानित परिमाण है <math display=inline>2^n/\sqrt{2\pi n}</math>, और वह यदि एम या {{sfrac|1|2}}n एक क्वांटाइल असीम रूप से महान हो, तो अनुपात का लघुगणक, जो अंतराल ℓ द्वारा मध्य से दूर एक शब्द, मध्य अवधि के लिए है, है <math display=inline>-\frac{2\ell\ell}{n}</math>.<ref>De Moivre, Abraham (1733), Corollary I – see {{harvtxt |Walker |1985 |p=77 }}</ref> यद्यपि इस प्रमेय को सामान्य  प्रायिकता  कानून के लिए पहली अस्पष्ट अभिव्यक्ति के रूप में व्याख्या किया जा सकता है, स्टीफन स्टिगलर बताते हैं कि डी मोइवर ने स्वयं अपने परिणामों की व्याख्या द्विपद गुणांकों के लिए अनुमानित नियम से अधिक कुछ भी नहीं की, और विशेष रूप से डी मोइवर में इस अवधारणा का अअभिव्यक्ति था।  प्रायिकता  घनत्व फलन  की।<ref>{{harvtxt |Stigler |1986 |p=76 }}</ref>
कुछ लेखक<ref>{{harvtxt |Johnson |Kotz |Balakrishnan |1994 |p=85 }}</ref><ref>{{harvtxt |Le Cam | Lo Yang |2000 |p=74 }}</ref> सामान्य वितरण की खोज का श्रेय [[अब्राहम डी मोइवरे]] को देते हैं, जिन्होंने 1738 में{{NoteTag|De Moivre first published his findings in 1733, in a pamphlet "Approximatio ad Summam Terminorum Binomii {{math|(''a'' + ''b'')<sup>''n''</sup>}} in Seriem Expansi" that was designated for private circulation only. But it was not until the year 1738 that he made his results publicly available. The original pamphlet was reprinted several times, see for example {{harvtxt |Walker |1985 }}.}} द डॉक्ट्रिन ऑफ चांस के दूसरे संस्करण में [[द्विपद विस्तार]] में गुणांक के अध्ययन में प्रकाशित {{math|(''a'' + ''b'')<sup>''n''</sup>}}. डी मोइवर ने साबित किया कि इस विस्तार में मध्य पद का अनुमानित परिमाण है <math display=inline>2^n/\sqrt{2\pi n}</math>, और वह यदि एम या {{sfrac|1|2}}n एक क्वांटाइल असीम रूप से महान हो, तो अनुपात का लघुगणक, जो अंतराल ℓ द्वारा मध्य से दूर एक शब्द, मध्य अवधि के लिए है, है <math display=inline>-\frac{2\ell\ell}{n}</math>.<ref>De Moivre, Abraham (1733), Corollary I – see {{harvtxt |Walker |1985 |p=77 }}</ref> यद्यपि इस प्रमेय को सामान्य  प्रायिकता  कानून के लिए पहली अस्पष्ट अभिव्यक्ति के रूप में व्याख्या किया जा सकता है, स्टीफन स्टिगलर बताते हैं कि डी मोइवर ने स्वयं अपने परिणामों की व्याख्या द्विपद गुणांकों के लिए अनुमानित नियम से अधिक कुछ भी नहीं की, और विशेष रूप से डी मोइवर में इस अवधारणा का अअभिव्यक्ति था।  प्रायिकता  घनत्व फलन  की।<ref>{{harvtxt |Stigler |1986 |p=76 }}</ref>


[[File:Carl Friedrich Gauss.jpg|thumb|180px|left|कार्ल फ्रेडरिक गॉस ने 1809 में [[कम से कम वर्गों की विधि]] को युक्तिसंगत बनाने के तरीके के रूप में सामान्य वितरण की खोज की।]]1823 में कार्ल फ्रेडरिक गॉस ने अपना मोनोग्राफ प्रकाशित किया <span title= थ्योरी ऑफ़ द कॉम्बिनेशन ऑफ़ ऑब्जर्वेशन्स लीस्ट सब्जेक्ट टू एरर्स> थ्योरीया कॉम्बिनेशनिस ऑब्जर्वेशनम  त्रुष्टि िबस मिनिमिस ऑबनोक्सिया </span> जहां उन्होंने कई महत्वपूर्ण सांख्यिकीय अवधारणाओं को प्रस्तुत किया, जैसे कि कम से कम की विधि वर्ग, [[अधिकतम संभावना की विधि|अधिकतम  प्रायिकता की विधि]] और सामान्य डिस्ट्रीब्यूशन । गॉस ने एम का इस्तेमाल किया, {{nobr|''M''′}}, {{nobr|''M''′′, ...}} कुछ अज्ञात क्वांटाइल V के माप को निरूपित करने के लिए, और उस क्वांटाइल के सबसे संभावित अनुमानक की मांग की: वह जो  प्रायिकता  को अधिकतम करता है {{math|''φ''(''M'' − ''V'') · ''φ''(''M′'' − ''V'') · ''φ''(''M''′′ − ''V'') · ...}} देखे गए प्रयोगात्मक परिणाम प्राप्त करने के लिए। उनके अंकन में φΔ परिमाण Δ की माप त्रुटियों की प्रायिकता घनत्व फलन  है। फलन  φ के बारे में नहीं जानते हुए, गॉस की आवश्यकता है कि उनकी विधि को प्रसिद्ध उत्तर तक कम करना चाहिए: मापा मानों  का अंकगणितीय माध्य।{{NoteTag|"It has been customary certainly to regard as an axiom the hypothesis that if any quantity has been determined by several direct observations, made under the same circumstances and with equal care, the arithmetical mean of the observed values affords the most probable value, if not rigorously, yet very nearly at least, so that it is always most safe to adhere to it." — {{harvtxt |Gauss |1809 |loc=section 177 }} }} इन सिद्धांतों से शुरू करते हुए, गॉस दर्शाता है कि स्थान पैरामीटर के अनुमानक के रूप में अंकगणितीय माध्य की पसंद को युक्तिसंगत बनाने वाला एकमात्र कानून त्रुटियों का सामान्य कानून है:<ref>{{harvtxt |Gauss |1809 |loc=section 177 }}</ref>
[[File:Carl Friedrich Gauss.jpg|thumb|180px|left|कार्ल फ्रेडरिक गॉस ने 1809 में [[कम से कम वर्गों की विधि]] को युक्तिसंगत बनाने के तरीके के रूप में सामान्य वितरण की खोज की।]]1823 में कार्ल फ्रेडरिक गॉस ने अपना मोनोग्राफ प्रकाशित किया <span title= थ्योरी ऑफ़ द कॉम्बिनेशन ऑफ़ ऑब्जर्वेशन्स लीस्ट सब्जेक्ट टू एरर्स> थ्योरीया कॉम्बिनेशनिस ऑब्जर्वेशनम  त्रुष्टि िबस मिनिमिस ऑबनोक्सिया </span> जहां उन्होंने कई महत्वपूर्ण सांख्यिकीय अवधारणाओं को प्रस्तुत किया, जैसे कि कम से कम की विधि वर्ग, [[अधिकतम संभावना की विधि|अधिकतम  प्रायिकता की विधि]] और सामान्य वितरण । गॉस ने एम का इस्तेमाल किया, {{nobr|''M''′}}, {{nobr|''M''′′, ...}} कुछ अज्ञात क्वांटाइल V के माप को निरूपित करने के लिए, और उस क्वांटाइल के सबसे संभावित अनुमानक की मांग की: वह जो  प्रायिकता  को अधिकतम करता है {{math|''φ''(''M'' − ''V'') · ''φ''(''M′'' − ''V'') · ''φ''(''M''′′ − ''V'') · ...}} देखे गए प्रयोगात्मक परिणाम प्राप्त करने के लिए। उनके अंकन में φΔ परिमाण Δ की माप त्रुटियों की प्रायिकता घनत्व फलन  है। फलन  φ के बारे में नहीं जानते हुए, गॉस की आवश्यकता है कि उनकी विधि को प्रसिद्ध उत्तर तक कम करना चाहिए: मापा मानों  का अंकगणितीय माध्य।{{NoteTag|"It has been customary certainly to regard as an axiom the hypothesis that if any quantity has been determined by several direct observations, made under the same circumstances and with equal care, the arithmetical mean of the observed values affords the most probable value, if not rigorously, yet very nearly at least, so that it is always most safe to adhere to it." — {{harvtxt |Gauss |1809 |loc=section 177 }} }} इन सिद्धांतों से शुरू करते हुए, गॉस दर्शाता है कि स्थान पैरामीटर के अनुमानक के रूप में अंकगणितीय माध्य की पसंद को युक्तिसंगत बनाने वाला एकमात्र कानून त्रुटियों का सामान्य कानून है:<ref>{{harvtxt |Gauss |1809 |loc=section 177 }}</ref>
<math display="block">
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     \varphi\mathit{\Delta} = \frac h {\surd\pi} \, e^{-\mathrm{hh}\Delta\Delta},
     \varphi\mathit{\Delta} = \frac h {\surd\pi} \, e^{-\mathrm{hh}\Delta\Delta},
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=== नामकरण ===
=== नामकरण ===
आज, अवधारणा को सामान्यतः  अंग्रेजी में सामान्य वितरण या गाऊसी वितरण के रूप में जाना जाता है। अन्य कम सामान्य नामों में गॉस डिस्ट्रीब्यूशन , लाप्लास-गॉस डिस्ट्रीब्यूशन , त्रुटि का नियम, त्रुटियों की सुविधा का नियम, लाप्लास का दूसरा नियम, गॉसियन नियम सम्मलित हैं।
आज, अवधारणा को सामान्यतः  अंग्रेजी में सामान्य वितरण या गाऊसी वितरण के रूप में जाना जाता है। अन्य कम सामान्य नामों में गॉस वितरण , लाप्लास-गॉस वितरण , त्रुटि का नियम, त्रुटियों की सुविधा का नियम, लाप्लास का दूसरा नियम, गॉसियन नियम सम्मलित हैं।


गॉस ने स्पष्ट रूप से इस शब्द को इसके अनुप्रयोगों में सम्मलित सामान्य समीकरणों के संदर्भ में गढ़ा था, जिसमें सामान्य के अतिरिक्त सामान्य रूप से ऑर्थोगोनल का तकनीकी अर्थ होता है।<ref>Jaynes, Edwin J.; ''Probability Theory: The Logic of Science'', [http://www-biba.inrialpes.fr/Jaynes/cc07s.pdf Ch. 7].</ref> चूंकि , 19 वीं शताब्दी के अंत तक कुछ लेखक{{NoteTag|Besides those specifically referenced here, such use is encountered in the works of [[Charles Sanders Peirce|Peirce]], [[Francis Galton|Galton]] ({{harvtxt |Galton |1889 |loc = chapter V }}) and [[Wilhelm Lexis|Lexis]] ({{harvtxt | Lexis |1878 }}, {{harvtxt |Rohrbasser |Véron |2003 }}) c. 1875.{{Citation needed |date=June 2011 }} }} सामान्य वितरण नाम का उपयोग करना शुरू कर दिया था, जहां सामान्य शब्द को विशेषण के रूप में इस्तेमाल किया गया था - इस शब्द को अब इस तथ्य के प्रतिबिंब के रूप में देखा जा रहा है कि इस वितरण को विशिष्ट, सामान्य - और इस प्रकार सामान्य के रूप में देखा गया था। [[चार्ल्स सैंडर्स पियर्स]] (उन लेखकों में से एक) ने एक बार सामान्य को इस प्रकार परिभाषित किया था: ... 'सामान्य' वास्तव में क्या होता है इसका औसत (या किसी अन्य प्रकार का मतलब) नहीं है, लेकिन लंबे समय में, क्या होता है  कुछ परिस्थितियों।<ref>Peirce, Charles S. (c. 1909 MS), ''[[Charles Sanders Peirce bibliography#CP|Collected Papers]]'' v. 6, paragraph 327.</ref> 20वीं शताब्दी के अंत में [[कार्ल पियर्सन]] ने इस वितरण के लिए एक पदनाम के रूप में सामान्य शब्द को लोकप्रिय बनाया।<ref>{{harvtxt |Kruskal |Stigler |1997 }}.</ref>
गॉस ने स्पष्ट रूप से इस शब्द को इसके अनुप्रयोगों में सम्मलित सामान्य समीकरणों के संदर्भ में गढ़ा था, जिसमें सामान्य के अतिरिक्त सामान्य रूप से ऑर्थोगोनल का तकनीकी अर्थ होता है।<ref>Jaynes, Edwin J.; ''Probability Theory: The Logic of Science'', [http://www-biba.inrialpes.fr/Jaynes/cc07s.pdf Ch. 7].</ref> चूंकि , 19 वीं शताब्दी के अंत तक कुछ लेखक{{NoteTag|Besides those specifically referenced here, such use is encountered in the works of [[Charles Sanders Peirce|Peirce]], [[Francis Galton|Galton]] ({{harvtxt |Galton |1889 |loc = chapter V }}) and [[Wilhelm Lexis|Lexis]] ({{harvtxt | Lexis |1878 }}, {{harvtxt |Rohrbasser |Véron |2003 }}) c. 1875.{{Citation needed |date=June 2011 }} }} सामान्य वितरण नाम का उपयोग करना शुरू कर दिया था, जहां सामान्य शब्द को विशेषण के रूप में इस्तेमाल किया गया था - इस शब्द को अब इस तथ्य के प्रतिबिंब के रूप में देखा जा रहा है कि इस वितरण को विशिष्ट, सामान्य - और इस प्रकार सामान्य के रूप में देखा गया था। [[चार्ल्स सैंडर्स पियर्स]] (उन लेखकों में से एक) ने एक बार सामान्य को इस प्रकार परिभाषित किया था: ... 'सामान्य' वास्तव में क्या होता है इसका औसत (या किसी अन्य प्रकार का मतलब) नहीं है, लेकिन लंबे समय में, क्या होता है  कुछ परिस्थितियों।<ref>Peirce, Charles S. (c. 1909 MS), ''[[Charles Sanders Peirce bibliography#CP|Collected Papers]]'' v. 6, paragraph 327.</ref> 20वीं शताब्दी के अंत में [[कार्ल पियर्सन]] ने इस वितरण के लिए एक पदनाम के रूप में सामान्य शब्द को लोकप्रिय बनाया।<ref>{{harvtxt |Kruskal |Stigler |1997 }}.</ref>
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* [[अधिकतम अर्ध पर पूरी चौड़ाई]]
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* [[गौस्सियन धुंधलापन]] - कनवल्शन, जो कर्नेल के रूप में सामान्य वितरण का उपयोग करता है
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* [[संशोधित आधा सामान्य वितरण|संशोधित आधा सामान्य डिस्ट्रीब्यूशन]] <ref name="Sun, Kong and Pal">{{cite journal |last1=Sun |first1=Jingchao |last2=Kong |first2=Maiying |last3=Pal |first3=Subhadip |title=The Modified-Half-Normal distribution: Properties and an efficient sampling scheme |journal=Communications in Statistics - Theory and Methods |date=22 June 2021 |pages=1–23 |doi=10.1080/03610926.2021.1934700 |s2cid=237919587 |url=https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/03610926.2021.1934700?journalCode=lsta20 |issn=0361-0926}}</ref> पीडीएफ के साथ <math>(0, \infty)</math> के रूप में दिया जाता है <math> f(x)= \frac{2\beta^{\frac{\alpha}{2}} x^{\alpha-1} \exp(-\beta x^2+ \gamma x )}{\Psi{\left(\frac{\alpha}{2}, \frac{ \gamma}{\sqrt{\beta}}\right)}}</math>, जहाँ  <math>\Psi(\alpha,z)={}_1\Psi_1\left(\begin{matrix}\left(\alpha,\frac{1}{2}\right)\\(1,0)\end{matrix};z \right)</math> [[फॉक्स-राइट साई समारोह|फॉक्स-राइट साई फलन]]  को दर्शाता है।
* [[संशोधित आधा सामान्य वितरण|संशोधित आधा सामान्य]] वितरण <ref name="Sun, Kong and Pal">{{cite journal |last1=Sun |first1=Jingchao |last2=Kong |first2=Maiying |last3=Pal |first3=Subhadip |title=The Modified-Half-Normal distribution: Properties and an efficient sampling scheme |journal=Communications in Statistics - Theory and Methods |date=22 June 2021 |pages=1–23 |doi=10.1080/03610926.2021.1934700 |s2cid=237919587 |url=https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/03610926.2021.1934700?journalCode=lsta20 |issn=0361-0926}}</ref> पीडीएफ के साथ <math>(0, \infty)</math> के रूप में दिया जाता है <math> f(x)= \frac{2\beta^{\frac{\alpha}{2}} x^{\alpha-1} \exp(-\beta x^2+ \gamma x )}{\Psi{\left(\frac{\alpha}{2}, \frac{ \gamma}{\sqrt{\beta}}\right)}}</math>, जहाँ  <math>\Psi(\alpha,z)={}_1\Psi_1\left(\begin{matrix}\left(\alpha,\frac{1}{2}\right)\\(1,0)\end{matrix};z \right)</math> [[फॉक्स-राइट साई समारोह|फॉक्स-राइट साई फलन]]  को दर्शाता है।
* [[सामान्य रूप से वितरित और असंबद्ध का अर्थ स्वतंत्र नहीं है]]
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* [[अनुपात सामान्य वितरण|अनुपात सामान्य डिस्ट्रीब्यूशन]]  
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* सामान्य रूप से वितरित यादृच्छिक चर का योग
* सामान्य रूप से वितरित यादृच्छिक चर का योग
* ट्वीडी वितरण - सामान्य वितरण ट्वीडी एक्सपोनेंशियल फैलाव मॉडल के फॅमिली का सदस्य है।
* ट्वीडी वितरण - सामान्य वितरण ट्वीडी एक्सपोनेंशियल फैलाव मॉडल के फॅमिली का सदस्य है।
* रैप्ड नॉर्मल डिस्ट्रीब्यूशन - सर्कुलर डोमेन पर प्रयुक्त  नॉर्मल डिस्ट्रीब्यूशन
* रैप्ड नॉर्मल वितरण - सर्कुलर डोमेन पर प्रयुक्त  नॉर्मल डिस्ट्रीब्यूशन
* जेड परीमोमेंट  - सामान्य वितरण का उपयोग करना
* जेड परीमोमेंट  - सामान्य वितरण का उपयोग करना



Revision as of 20:02, 13 August 2023

Normal distribution
Probability density function
Normal Distribution PDF.svg
The red curve is the standard normal distribution
Cumulative distribution function
Normal Distribution CDF.svg
Notation
Parameters = mean (location)
= variance (squared scale)
Support
PDF Failed to parse (Conversion error. Server ("cli") reported: "SyntaxError: Expected "-", "[", "\\", "\\begin", "\\begin{", "]", "^", "_", "{", "}", [ \t\n\r], [%$], [().], [,:;?!'], [/|], [0-9], [><~], [\-+*=], or [a-zA-Z] but "ई" found.in 1:44"): {\displaystyle \frac{1}{\sigma\sqrt{2\pi}} ई^{-\frac{1}{2}\बाएं(\frac{x - \mu}{\sigma}\right)^2}}

स्टटिस्टिक्स में, एक सामान्य वितरण या गॉसियन वितरण एक वास्तविक मान यादृच्छिक चर के लिए निरंतर प्रायिकता वितरण का एक प्रकार है और जबकि इसकी चर की प्रायिकता घनत्व फलन का सामान्य प्रकार है

पैरामीटर वितरण का औसत माध्य अपेक्षित मान है और इसकी माध्यिका और मोड सांख्यिकी पद्धति है, जबकि पैरामीटर इसका मानक विचलन है और इस प्रकार वितरण का वरिएंस के रूप में है, गाऊसी वितरण के साथ एक यादृच्छिक चर को सामान्य वितरण कहा जाता है और इसे सामान्य विचलन भी कहा जाता है।

सामान्य वितरण आंकड़ों में महत्वपूर्ण होते हैं और अधिकांशतः प्राकृतिक विज्ञान और सामाजिक विज्ञान में वास्तविक-मान वाले यादृच्छिक चर का प्रतिनिधित्व करने के लिए उपयोग किए जाते हैं जिनके वितरण ज्ञात नहीं होते हैं।[1][2] और इस प्रकार उनका महत्व आंशिक रूप से केंद्रीय सीमा प्रमेय के कारण होता है। इसमें कहा गया है कि, कुछ शर्तों के अनुसार परिमित माध्य और वरिएंस के साथ एक यादृच्छिक चर के कई नमूनों टिप्पणियों का औसत स्वयं एक यादृच्छिक चर है, जिसका वितरण अभिसरण नमूने की संख्या बढ़ने पर सामान्य वितरण में होता है। इसलिए, भौतिक मात्राएँ जो कई स्वतंत्र प्रक्रियाओं का योग होने की आशंका की जाती हैं, जैसे माप त्रुटियां, अधिकांशतः ऐसे वितरण होते हैं जो लगभग सामान्य रूप में होते है।[3]

इसके अतिरिक्त, गॉसियन वितरण में कुछ अद्वितीय गुण हैं जो विश्लेषणात्मक अध्ययनों के रूप में मान हैं। उदाहरण के लिए, सामान्य विचलन के निश्चित संग्रह का कोई भी रैखिक संयोजन एक सामान्य विचलन है। इस प्रकार कई परिणाम और विधियाँ, जैसे कि अनिश्चितता का प्रसार और कम से कम वर्ग पैरामीटर फिटिंग विश्लेषणात्मक रूप से स्पष्ट रूप से प्राप्त की जा सकती हैं जब प्रासंगिक चर सामान्य रूप से वितरित किए जाते हैं।

एक सामान्य वितरण को कभी-कभी अनौपचारिक रूप से बेल कर्व कहा जाता है।[4] चूंकि, कई अन्य वितरण बेल के आकार के होते हैं, जैसे कॉची छात्र का t-वितरण और लॉजिस्टिक वितरण इत्यादि के रूप में होते है। अन्य नामों के लिए नेमिंग देखते हैं।

मल्टवेरीेंएट सामान्य वितरण में सदिश के लिए और आव्यूह सामान्य वितरण में मेट्रिसेस के लिए यूनीवेरिएट प्रायिकता वितरण सामान्यीकृत किया जाता है।

परिभाषाएँ

मानक सामान्य डिस्ट्रीब्यूशन

सामान्य वितरण का सबसे सरल स्थिति मानक सामान्य वितरण या इकाई सामान्य वितरण के रूप में जाना जाता है। यह एक विशेष स्थिति है जब u = 0 और और इसे इस प्रायिकता घनत्व फलन (या घनत्व) द्वारा वर्णित किया गया है

चर z का माध्य 0 है और वरिएंस और मानक विचलन घनत्व 1 है इसका शीर्ष पर है और मोड़ बिंदु और .के रूप में है

यद्यपि उपरोक्त घनत्व को सामान्यतः सामान्य मानक के रूप में जाना जाता है, कुछ लेखकों ने उस शब्द का उपयोग सामान्य वितरण के अन्य संस्करणों का वर्णन करने के लिए किया है। उदाहरण के लिए, कार्ल फ्रेडरिक गॉस ने एक बार मानक को सामान्य के रूप में परिभाषित किया था

जिसमें 1/2 का वरिएंस होता है और स्टीफन स्टिगलर[5] एक बार मानक सामान्य के रूप में परिभाषित किया गया है

जिसका एक सरल फलन ात्मक रूप और एक वरिएंस है

सामान्य सामान्य डिस्ट्रीब्यूशन

प्रत्येक सामान्य वितरण मानक सामान्य वितरण का एक संस्करण है, जिसका डोमेन एक कारक मानक विचलन द्वारा बढ़ाया गया है और फिर द्वारा औसत मान का अनुवाद किया गया है:

प्रायिकता घनत्व द्वारा स्केल किया जाना चाहिए जिससे की समाकलन 1 के रूप में होता है।

यदि एक मानक सामान्य विचलन के रूप में है, तो अपेक्षित मान के साथ एक सामान्य वितरण होता है और मानक विचलन . के बराबर है और मानक सामान्य वितरण के एक कारक द्वारा विस्तारित किया जा सकता है और इस प्रकार द्वारा स्थानांतरित किया जाता है, एक भिन्न सामान्य वितरण प्राप्त करने के लिए द्वारा स्थानांतरित किया जा सकता है, जिसे कहा जाता है. इसके विपरीत यदि मापदंडों के साथ एक सामान्य विचलन और के रूप में है फिर यह वितरण को फिर से बढ़ाया जा सकता है और सूत्र के माध्यम से स्थानांतरित किया जा सकता है इसे मानक सामान्य वितरण में बदलने के लिए इस चर को का मानकीकृत रूप भी कहा जाता है.

अंकन

मानक गाऊसी वितरण की प्रायिकता घनत्व को अधिकांशतः ग्रीक अक्षर से निरूपित किया जाता है, इस प्रकार मानक सामान्य वितरण शून्य माध्य और इकाई प्रसरण के साथकिया जा सकता है।[6] ग्रीक अक्षर फी का वैकल्पिक रूप, , भी अधिकांशतः प्रयोग किया जाता है।

सामान्य वितरण को अधिकांशतः या कहा जाता है.[7] इस प्रकार जब एक यादृच्छिक चर सामान्य रूप से माध्य और मानक विचलन , के साथ वितरित किया जाता है, तो कोई

लिख सकता है

वैकल्पिक मानकीकरण

कुछ लेखक विचलन या वरिएंस के अतिरिक्त वितरण की चौड़ाई को परिभाषित करने वाले पैरामीटर के रूप में अच्छे का उपयोग करने की वकालत करते हैं और इस प्रकार परिशुद्धता को सामान्यतः वरिएंस के व्युत्क्रम के रूप में परिभाषित किया जाता है,[8] तब इस प्रकार वितरण का सूत्र बन जाता है,

इस विकल्प का संख्यात्मक संगणना में लाभ होने का दावा किया जाता है शून्य के बहुत निकटतम होता है और कुछ संदर्भों में सूत्रों को सरल करता है, जैसे मल्टवेरीेंएट सामान्य वितरण वाले चर के बायेसियन आंकड़ों में करते हैं।

वैकल्पिक रूप से, मानक विचलन का व्युत्क्रम परिशुद्धता के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, जिस स्थिति में सामान्य वितरण की अभिव्यक्ति बन जाती है

स्टिगलर के अनुसार, यह सूत्रीकरण बहुत सरल और याद रखने में आसान सूत्र और वितरण की मात्राओं के लिए सरल अनुमानित सूत्रों के कारण लाभप्रद है।

सामान्य वितरण प्राकृतिक और , मापदंडों और प्राकृतिक सांख्यिकी x और x2 के साथ एक चरघातांकी फॅमिली बनाते हैं। सामान्य वितरण के लिए दोहरी अपेक्षा पैरामीटर η1 = μ और η2 = μ2 + σ2.के रूप में होते है,

संचयी वितरण फलन

मानक सामान्य वितरण का संचयी वितरण फलन (सीडीएफ), सामान्यतः बड़े ग्रीक अक्षर फाई से दर्शाया जाता है, जो अभिन्न रूप में है

संबंधित त्रुटि फलन एक यादृच्छिक चर की प्रायिकता देता है, इस प्रकार माध्य 0 के सामान्य वितरण के साथ और भिन्नता 1/2 सीमा में गिरती है . इस प्रकार है:

इन समाकलन को प्रारंभिक फलन के संदर्भ में व्यक्त नहीं किया जा सकता है और अधिकांशतः इन्हें विशेष फलन कहा जाता है। चूंकि, कई संख्यात्मक सन्निकटन ज्ञात हैं और इस प्रकार अधिक के लिए सामान्य सीडीएफ और सामान्य क्वांटाइल फलन के लिए संख्यात्मक सन्निकटन देखें।

दो फलन निकट सेसंबंधित हैं, अर्थात्

घनत्व के साथ सामान्य सामान्य वितरण के लिए , अर्थ और विचलन , संचयी वितरण फलन के रूप में होते है

मानक सामान्य सीडीएफ का पूरक, , अधिकांशतः Q फलन कहा जाता है, विशेष रूप से इंजीनियरिंग टेक्स्ट में,[9][10] यह प्रायिकता देता है कि एक मानक सामान्य यादृच्छिक चर का मान के रूप में अधिक हो जाता है : . की अन्य परिभाषाएँ -फलन जिनमें से सभी सरल रूपांतरण हैं , का भी कभी-कभी उपयोग किया जाता है।[11]

मानक सामान्य सीडीएफ के एक फलन का ग्राफ बिंदु (0,1/2) के चारों ओर 2 गुना घूर्णी समरूपता है; वह है, . इसका प्रतिपक्षी (अनिश्चितकालीन अभिन्न) निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है,

मानक सामान्य वितरण के सीडीएफ को एक श्रृंखला में भागों द्वारा एकीकरण द्वारा विस्तारित किया जा सकता है,

जहाँ डबल क्रमगुणित को दर्शाता है।

बड़े x के लिए सीडीएफ का एक ऐसिम्टाटिक विस्तार द्वारा एकीकरण का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है और इस प्रकार अधिक जानकारी के लिए, त्रुष्टि फलन #एसिम्प्टोटिक विस्तार देखते है।[12]

टेलर श्रृंखला सन्निकटन का उपयोग करके मानक सामान्य वितरण सीडीएफ के लिए एक त्वरित सन्निकटनके रूप में पाये जाते है,


मानक विचलन और कवरेज

सामान्य वितरण के लिए, सेट के 68.27% के लिए औसत खाते से दूर एक मानक विचलन से कम मान; जबकि औसत खाते से दो मानक विचलन 95.45% हैं; और तीन मानक विचलन 99.73% हैं।

एक सामान्य वितरण से निकाले गए लगभग 68% मान एक मानक विचलन σ माध्य से दूर होते हैं और इस प्रकार लगभग 95% मान दो मानक विचलन के भीतर होते हैं और लगभग 99.7% तीन मानक विचलन के भीतर होते हैं।[4] इस तथ्य को 68–95–99.7 एम्पिरिकल नियम या 3-सिग्मा नियम के रूप में जाना जाता है।

अधिक अच्छे रूप से, एक सामान्य विचलन के बीच की सीमा में होने की प्रायिकता और द्वारा दिया गया है

12 महत्वपूर्ण अंकों के लिए, का मान इस प्रकार हैं,

OEIS
1 0.682689492137 0.317310507863
3 .15148718753
OEISA178647
2 0.954499736104 0.045500263896
21 .9778945080
OEISA110894
3 0.997300203937 0.002699796063
370 .398347345
OEISA270712
4 0.999936657516 0.000063342484
15787 .1927673
5 0.999999426697 0.000000573303
1744277 .89362
6 0.999999998027 0.000000001973
506797345 .897

बड़े के लिए कोई सन्निकटन मान .का उपयोग किया जा सकता है

क्वांटाइल फलन

किसी वितरण का क्वांटाइल फलन संचयी वितरण फलन का व्युत्क्रम होता है। मानक सामान्य वितरण के क्वांटाइल फलन को प्रोबिट फलन कहा जाता है और इसे व्युत्क्रम त्रुटि फलन के रूप में संदर्भ में व्यक्त किया जा सकता है,

औसत के साथ एक सामान्य यादृच्छिक चर के लिए और वरिएंस क्वांटाइल फलन के रूप में है

क्वांटाइल मानक सामान्य वितरण का सामान्य रूप से निरूपित किया जाता है . इन मानों का उपयोग हाइपोथिसिस परीमोमेंट , कॉन्फिडेंस अंतराल के निर्माण और Q-Q प्लॉट में किया जाता है। एक सामान्य यादृच्छिक चर अधिक हो जाता है, इस प्रकार प्रायिकता के साथ अंतराल के बाहर होता है प्रायिकता के साथ . विशेष रूप से, क्वांटाइल 1.96 है; इसलिए केवल 5% स्थितियो में एक सामान्य यादृच्छिक चर अंतराल के बाहर होता है।

निम्न तालिका क्वांटाइल इस प्रकार देती है कि एक निर्दिष्ट प्रायिकता . के साथ श्रेणी के रूप में निर्दिष्ट होता है, ये मान नमूना औसत और ऐसिम्टाटिक रूप से सामान्य वितरण वाले अन्य सांख्यिकीय अनुमानकों के लिए टॉलरेंस अंतराल निर्धारित करने के लिए उपयोगी होते है। ध्यान दें कि निम्न तालिका दिखाती है , नहीं जैसा कि ऊपर परिभाषित किया गया है।

 
0.80 1.281551565545 0.999 3.290526731492
0.90 1.644853626951 0.9999 3.890591886413
0.95 1.959963984540 0.99999 4.417173413469
0.98 2.326347874041 0.999999 4.891638475699
0.99 2.575829303549 0.9999999 5.326723886384
0.995 2.807033768344 0.99999999 5.730728868236
0.998 3.090232306168 0.999999999 6.109410204869

छोटे के लिए , क्वांटाइल फलन में उपयोगी ऐसिम्टाटिक विस्तार के रूप में होते है

[13]


गुण

सामान्य वितरण ही एकमात्र ऐसा वितरण है जिसके पहले दो से परे संचयी शून्य होते हैं। अर्थात् माध्य और प्रसरण के अतिरिक्त यह निर्दिष्ट माध्य और वरिएंस के लिए अधिकतम एन्ट्रापी प्रायिकता वितरण के साथ निरंतर वितरण है।[14][15] गीरी ने मानते हुए यह दिखाया है कि माध्य और वरिएंस परिमित रूप में होते है और सामान्य वितरण ही एकमात्र वितरण है जहां स्वतंत्र ड्रा के सेट से गणना की गई माध्य और वरिएंस एक दूसरे से स्वतंत्र हैं।[16][17]

सामान्य वितरण दीर्घवृत्ताकार वितरण का एक उपवर्ग है। सामान्य वितरण अपने माध्य के बारे में सममित वितरण है और संपूर्ण वास्तविक रेखा पर गैर-शून्य है। जैसे कि यह उन चरों के लिए उपयुक्त मॉडल नहीं हो सकता है जो स्वाभाविक रूप से धनात्मक या दृढ़ता से विषम हैं, जैसे किसी व्यक्ति का वजन या शेयर (वित्त) की कीमत इत्यादि। ऐसे चरों को अन्य वितरण द्वारा अच्छे से वर्णित किया जा सकता है, जैसे लॉग-सामान्य वितरण या पारेटो वितरण इत्यादि।

सामान्य वितरण का मान व्यावहारिक रूप से शून्य होता है जब मान माध्य से कुछ मानक विचलनों से अधिक दूर स्थित होता है, उदाहरण के लिए, तीन मानक विचलनों का प्रसार कुल वितरण के 0.27% को छोड़कर सभी को कवर करता है। इसलिए, यह एक उपयुक्त मॉडल नहीं हो सकता है जब कोई आउटलेर्स मानों के एक महत्वपूर्ण अंश की अपेक्षा करता है जो कई मानक विचलन को माध्य से दूर करते हैं और कम से कम वर्ग और अन्य सांख्यिकीय अनुमान विधियां जो सामान्य रूप से वितरित चर के लिए इष्टतम हैं, ऐसे डेटा के लिए अधिकांशतः इस प्रकार प्रयुक्त होने पर अत्यधिक अविश्वसनीय हो जाती हैं। उन स्थितियो में, अधिक भारी टेल्ड वाले वितरण की कल्पना की जानी चाहिए और उचित मजबूत सांख्यिकीय अनुमान विधियों को प्रयुक्त किया जाना चाहिए।

गॉसियन वितरण स्टेबल वितरण के फॅमिली से संबंधित है, जो स्वतंत्र और समान रूप से वितरित यादृच्छिक चर के योगों के आकर्षण हैं | इस प्रकार स्वतंत्र, समान रूप से वितरित वितरण माध्य या वरिएंस परिमित होते है या नहीं। गॉसियन को छोड़कर जो एक सीमित स्थिति में सभी स्टेबल वितरण में भारी टेल्ड और अनंत वरिएंस होता है। यह उन कुछ वितरण में से एक है जो स्टेबल हैं और जिनमें प्रायिकता घनत्व फलन के रूप में हैं, जिन्हें विश्लेषणात्मक रूप से व्यक्त किया जा सकता है, अन्य कॉची वितरण और लेवी वितरण हैं।

समरूपता और डेरिवेटिव

घनत्व के साथ सामान्य वितरण (अर्थ और मानक विचलन ) के निम्नलिखित गुण हैं

  • यह बिंदु के चारों ओर सममित है, जो एक ही समय में बहुलक सांख्यिकी, माध्यिका और वितरण का माध्य है।[18]
  • यह अनिमॉडल है इसका पहला यौगिक के लिए धनात्मक है और के लिए नकारात्मक और पर केवल शून्य के रूप में है
  • वक्र और x-अक्ष से घिरा क्षेत्र इकाई है अर्थात एक के बराबर है।
  • इसकी पहली अवकलज के रूप में है
  • इसके घनत्व में दो विभक्ति बिंदु होते हैं जहाँ दूसरा अवकलज होता है शून्य है और चिह्न बदलता है, इसका अर्थ एक मानक विचलन दूर स्थित है, अर्थात् और [18]
  • इसका घनत्व लघुगणकीय रूप से अवतल फलन है।[18]
    • इसका घनत्व असीम रूप से भिन्न फलन है, वास्तव में ऑर्डर 2 का सुपरस्मूथ है।[19]

इसके अतिरिक्त घनत्व मानक सामान्य वितरण में निम्नलिखित गुण भी हैं, अर्थात और )

  • इसकी पहली अवकलज है
  • इसका दूसरा अवकलज है
  • अधिक सामान्यतः, इसकी nवें अवकलज है जहाँ n(प्रायिकतात्मक ) हर्मिट बहुपद है।[20]
  • प्रायिकता है कि एक सामान्य रूप से वितरित चर ज्ञात के साथ और एक विशेष सेट में है, इस तथ्य का उपयोग करके गणना की जा सकती है कि भिन्न एक मानक सामान्य वितरण है।

मोमेंट

चर के अपेक्षित मान का प्लैन और निरपेक्ष मोमेंट और गणित के रूप में होते है। यदि अपेक्षित मान का शून्य है, इन मापदंडों को केंद्रीय मोमेंट कहा जाता है; अन्यथा इन मापदंडों को गैर-केंद्रीय मोमेंट कहा जाता है। सामान्यतः हम केवल पूर्णांक क्रम वाले मोमेंट .में रुचि रखते हैं

यदि एक सामान्य वितरण है, गैर-केंद्रीय मोमेंट के रूप में उपस्थित हैं और किसी के लिए परिमित हैं जिसका वास्तविक भाग −1 से बड़ा है। किसी भी गैर-ऋणात्मक पूर्णांक के लिए प्लैन केंद्रीय मोमेंट इस प्रकार हैं[21]

यहाँ दोहरे क्रमगुणन को दर्शाता है, अर्थात सभी संख्याओं का गुणनफल से 1 तक जिसमें समान समानता है

केंद्रीय निरपेक्ष मोमेंट सभी समान क्रम के लिए प्लैन मोमेंट के साथ मेल खाते हैं, लेकिन विषम क्रमागत के लिए अशून्य हैं। किसी भी गैर-ऋणात्मक पूर्णांक के लिए इस रूप में होते है

अंतिम सूत्र किसी भी गैर-पूर्णांक के लिए मान्य होते है, अर्थात जब प्लैन और निरपेक्ष मोमेंट को कॉन्फ़्लूएंट हाइपरज्यामितीय फलन और के संदर्भ में व्यक्त किया जा सकता है

ये अभिव्यक्ति मान्य रहते हैं यदि पूर्णांक नहीं है। सामान्यीकृत हर्माइट बहुपद भी देखें।

Order Non-central moment Central moment
1
2
3
4
5
6
7
8

गणितीय की अपेक्षा उस घटना पर आधारित थी सशर्त अन्तराल में द्वारा दिया गया है

जहाँ और क्रमशः घनत्व और संचयी वितरण फलन . के लिए के रूप में होता है, इसे व्युत्क्रम मिल्स अनुपात के रूप में जाना जाता है। ध्यान दें कि ऊपर, घनत्व का व्युत्क्रम मिल्स अनुपात में मानक सामान्य घनत्व के अतिरिक्त प्रयोग किया जाता है, इसलिए यहां हमारे पास के अतिरिक्त . हैं।

फूरियर रूपांतरण और विशिष्ट फलन

एक सामान्य घनत्व का फूरियर रूपांतरण माध्य के साथ और मानक विचलन के रूप में है[22]

जहाँ काल्पनिक इकाई है। यदि माध्य , पहला कारक 1 है और फूरियर ट्रांसफॉर्म एक स्टेबल कारक के अतिरिक्त आवृत्ति डोमेन पर एक सामान्य घनत्व है, इस प्रकार 0 और मानक विचलन के साथ . विशेष रूप से, मानक सामान्य वितरण एक फूरियर रूपांतरण का एक अभिलक्षणिक फलन है।

प्रायिकता सिद्धांत में, एक वास्तविक-मान यादृच्छिक चर के प्रायिकता वितरण का फूरियर रूपांतरण विशेष फलन प्रायिकता सिद्धांत से निकटता से जुड़ा हुआ है उस चर के रूप में होते है, जिसके अपेक्षित मान के रूप में परिभाषित किया गया है वास्तविक चर के एक फलन के रूप में फूरियर रूपांतरण की आवृत्ति पैरामीटर के रूप में होते है। इस परिभाषा को विश्लेषणात्मक रूप से एक सम्मिश्र -मान चर तक बढ़ाया जा सकता है[23] दोनों के बीच संबंध इस प्रकार है,


मोमेंट और संचयी जनरेटिंग फलन

एक वास्तविक यादृच्छिक चर का मोमेंट जनरेटिंग फलन का अपेक्षित मान है और इस प्रकार वास्तविक पैरामीटर के एक फलन के रूप में . घनत्व के साथ सामान्य वितरण के लिए , अर्थ और विचलन , मोमेंट जनरेटिंग फलन के रूप में उपस्थित है और इसके बराबर है

संचयी जनरेटिंग फलन मोमेंट जनरेटिंग फलन का लघुगणक है, अर्थात्

चूँकि यह एक द्विघात बहुपद के रूप में होते है, केवल पहले दो संचयी अशून्य हैं, अर्थात् माध्य और भिन्नता .के रूप में होते है

स्टीन ऑपरेटर और वर्ग

स्टीन की विधि के भीतर स्टीन ऑपरेटर और एक यादृच्छिक चर का वर्ग हैं और सभी बिल्कुल निरंतर फलन का वर्ग .के रूप में होता है

शून्य वरिएंस सीमा

सीमा में (गणित) जब शून्य हो जाता है, प्रायिकता घनत्व अंततः शून्य हो जाता है , लेकिन यदि ,बिना सीमा के बढ़ता है जबकि इसका समाकल 1 के बराबर रहता है। इसलिए, सामान्य वितरण को साधारण फलन (गणित) के रूप में परिभाषित नहीं किया जा सकता जब होता है

चूंकि, सामान्य वितरण को एक सामान्यीकृत फलन के रूप में शून्य वरिएंस के साथ परिभाषित किया जा सकता है; विशेष रूप से, डिराक का डेल्टा फलन के रूप में माध्यम से अनुवादित है, इसका सीडीएफ तब माध्य ,द्वारा अनुवादित हैवीसाइड स्टेप फलन है,


अधिकतम एन्ट्रापी

एक निर्दिष्ट माध्य के साथ वास्तविक पर सभी प्रायिकता वितरण में से और वरिएंस , सामान्य वितरण अधिकतम एंट्रॉपी प्रायिकता वितरण वाला एक है।[24] यदि प्रायिकता घनत्व फलन के साथ एक सतत यादृच्छिक चर है और इस प्रकार फिर एन्ट्रापी को परिभाषित किया जाता है[25][26][27]

जहाँ कभी भी शून्य समझा जाता है . इस फलन कार्यात्मकता को अधिकतम किया जा सकता है, इस शर्त के अधीन कि वितरण उचित रूप से सामान्यीकृत है और इसमें वैरिएबल कैलकुलस का उपयोग करके एक निर्दिष्ट भिन्नता है। दो लैग्रेंज गुणक वाले एक फलन को परिभाषित किया गया है

जहाँ अभी के लिए, माध्य के साथ कुछ घनत्व फलन के रूप में माना जाता है और मानक विचलन .के रूप में होता है

अधिकतम एन्ट्रापी पर, एक छोटा बदलाव के बारे में भिन्नता उत्पन्न करता है, के बारे में जो 0 के बराबर होता है

चूंकि यह किसी भी छोटे के लिए होना चाहिए, कोष्ठक में शब्द शून्य के रूप में होता है और यील्ड के लिए हल करना चाहिए:

और को हल करने के लिए कॉन्सट्रेंट समीकरणों का उपयोग करने से सामान्य वितरण का घनत्व प्राप्त होता है:

एक सामान्य वितरण की एन्ट्रॉपी बराबर होती है

अन्य गुण

  1. यदि किसी यादृच्छिक चर का अभिलक्षणिक फलन रूप का है , जहां एक बहुपद है, तो जोज़ेफ़ मार्सिंकीविज़ के नाम पर मार्सिंकीविज़ प्रमेय का दावा है कि अधिक से अधिक एक द्विघात बहुपद हो सकता है, और इसलिए एक सामान्य यादृच्छिक चर है। इस परिणाम का परिणाम यह है कि सामान्य वितरण गैर-शून्य संचयकों की सीमित संख्या (दो) वाला एकमात्र वितरण है।
  2. यदि और संयुक्त रूप से सामान्य और असंबंधित हैं, तो वे स्वतंत्र हैं। यह आवश्यक है कि और संयुक्त रूप से सामान्य रूप में होते है और इस प्रकार गुणधर्म टिक नहीं पाती। गैर सामान्य यादृच्छिक चर के लिए असंबद्धता का अर्थ स्वतंत्र नहीं होता है।
  3. एक सामान्य वितरण का दूसरे से कुल्बैक-लीब्लर विचलन द्वारा दिया जाता है,
  4. सामान्य वितरण के लिए फिशर सूचना मैट्रिक्स wrt गणित> \ mu</ गणित>और >\sigma^2</math> विकर्ण है और फार्म लेता है गणित प्रदर्शन = ब्लॉक> \mathcal I (\mu, \sigma^2) = \begin{pmatrix} \frac{1}{\sigma^2} & 0 \\ 0 & \frac{1}{2\sigma^4} \end{ pmatrix} </ गणित> सामान्य वितरण के लिए फिशर सूचना मैट्रिक्स wrt गणित> \ mu</ गणित>और >\sigma^2</math> विकर्ण है और फार्म लेता है।
  5. एक सामान्य बंटन के माध्य से पहले का संयुग्मी एक अन्य सामान्य बंटन है।[28] विशेष रूप से, अगर आईआईडी हैं और पूर्व है , फिर के अनुमानक के लिए पश्च वितरण होगा
  6. सामान्य वितरण की फॅमिली न केवल घातीय फॅमिली (EF) बनाता है, जिससे कि वास्तव में द्विघात विस्थापन फलन (NEF) के साथ एक प्राकृतिक घातीय फॅमिली (NEF) बनाता है। सामान्य वितरण के कई गुण NEF-QVF वितरण, NEF वितरण या EF वितरण के सामान्य गुणों के अनुसार होते हैं।एन NEF or EF के वितरण में 6 फॅमिली के रूप में सम्मलित हैं, जिनमें पॉइसन, गामा, द्विपद और ऋणात्मक द्विपद वितरण के रूप में सम्मलित हैं, जबकि कई सामान्य फॅमिली संभावना और सांख्यिकी में अध्ययन कर रहे हैं
  7. सूचना ज्यामिति में, सामान्य वितरण की फॅमिली निरंतर वक्रता के साथ एक सांख्यिकीय कई गुना बनाता है . (±1)-कनेक्शन के संबंध में एक ही फॅमिली कई गुना फ्लैट है और .[29]

संबंधित डिस्ट्रीब्यूशन

केंद्रीय सीमा प्रमेय

जैसे-जैसे असतत घटनाओं की संख्या बढ़ती है, फलन एक सामान्य वितरण जैसा दिखने लगता है
प्रायिकता घनत्व फलन की तुलना, के योग के लिए वृद्धि के साथ एक सामान्य वितरण के लिए उनके अभिसरण को दिखाने के लिए निष्पक्ष 6-पक्षीय पासा , केंद्रीय सीमा प्रमेय के अनुसार। नीचे-दाएं ग्राफ़ में, पिछले ग्राफ़ के स्मूथ प्रोफाइल को सामान्य वितरण (ब्लैक कर्व) के साथ पुन: व्यवस्थित, आरोपित और तुलना की जाती है।

केंद्रीय सीमा प्रमेय कहता है कि कुछ बहुत सामान्य स्थितियों के अनुसार कई यादृच्छिक चरों के योग का लगभग सामान्य वितरण होता है। इस प्रकार विशेष रूप से, जहाँ स्वतंत्र और समान रूप से समान वितरण के रूप में होता है और शून्य माध्य और वरिएंस के साथ समान रूप से वितरित यादृच्छिक चर और उनका माध्य द्वारा मापा जाता है

फिर, जैसे-जैसे बढ़ता है, की प्रायिकता वितरण शून्य माध्य और वरिएंस .के साथ सामान्य वितरण की ओर प्रवृत्त होता है

प्रमेय को चरों तक बढ़ाया जाता है, जो स्वतंत्र रूप में नहीं हैं या समान रूप से वितरित नहीं हैं यदि कुछ कॉन्सट्रेंट को निर्भरता की डिग्री और वितरण के मोमेंट पर रखा जाता है।

व्यवहार में आने वाले अनेक परीक्षण सांख्यिकी, अंक (सांख्यिकी) और अनुमानक अभ्यास में सामना करते हैं, उनमें कुछ यादृच्छिक चर के योग होते हैं और इससे भी अधिक अनुमानकों को अभिव्यक्ति फलन (सांख्यिकी) के उपयोग के माध्यम से यादृच्छिक चर के योग के रूप में दर्शाया जा सकता है। केंद्रीय सीमा प्रमेय का अर्थ है कि उन सांख्यिकीय मापदंडों में असमान रूप से सामान्य वितरण होता है।

केंद्रीय सीमा प्रमेय का अर्थ यह भी है कि कुछ वितरण को सामान्य वितरण द्वारा अनुमानित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए:

  • द्विपद वितरण माध्य के साथ डी मोइवर-लाप्लास प्रमेय है और वरिएंस बड़े के लिए और के लिए 0 या 1 के बहुत निकटतम रूप में नहीं होते है।
  • पैरामीटर के साथ पॉइसन वितरण औसत के साथ लगभग सामान्य रूप में होते है और वरिएंस , के बड़े मानों के लिए .के रूप में होते है[30]
  • ची-वर्ग वितरण औसत के साथ लगभग सामान्य है और वरिएंस , बड़े के लिए . रूप में होते है
  • छात्र का टी-वितरण माध्य 0 और प्रसरण 1 के साथ लगभग सामान्य है जब बड़ी है।

ये अनुमान पर्याप्त रूप से अच्छे हैं या नहीं यह इस बात पर निर्भर करता है कि उनकी आवश्यकता किस प्रयोजन के लिए है और सामान्य वितरण के संयोजन की दर इस तरह के अनुमान वितरण के अंत में कम अच्छे होते हैं।

केंद्रीय सीमा प्रमेय में सन्निकटन त्रुटि के लिए एक सामान्य ऊपरी सीमा बेरी-एसेन प्रमेय द्वारा दी गई है और इस प्रकार सन्निकटन में सुधार एडगेवर्थ विस्तार द्वारा दिया गया है।

इस प्रमेय का उपयोग गॉसियन नॉइज़ के रूप में कई समान नॉइज़ स्रोतों के योग को सही ठहराने के लिए भी किया जा सकता है। इसको AWGN. में दिखाया गया है।

सामान्य चर के संचालन और फलन

a: किसी फलन का प्रायिकता घनत्व एक सामान्य चर का साथ और . बी: एक फलन की प्रायिकता घनत्व दो सामान्य चर के और , जहाँ , , , , और . सी: दो सहसंबद्ध सामान्य चर के दो फलन की संयुक्त प्रायिकता घनत्व का हीट मैप और , जहाँ , , , , और . डी: एक फलन की प्रायिकता घनत्व 4 iid मानक सामान्य चर के। इनकी गणना रे-ट्रेसिंग की संख्यात्मक विधि द्वारा की जाती है।[31]

प्रायिकता घनत्व फलन संचयी वितरण फलन और एक या एक से अधिक स्वतंत्र या सहसंबद्ध सामान्य चर के किसी भी फलन के व्युत्क्रम संचयी वितरण फलन की गणना रे-ट्रेसिंग की संख्यात्मक विधि से की जा सकती है।[31] (मैटलैब कोड) और इस प्रकार निम्नलिखित अनुभागों में हम कुछ विशेष स्थितियो को देख सकते है।

एकल सामान्य चर पर संचालन

यदि माध्य के साथ सामान्य रूप से वितरित किया जाता है और वरिएंस , तब

  • , किसी भी वास्तविक संख्या के लिए और , भी सामान्य रूप से माध्य के साथ वितरित किया जाता है और मानक विचलन . अर्थात्, रैखिक परिवर्तनों के अनुसार सामान्य वितरण का फॅमिली संवृत रूप में होते है।
  • का घातांक लॉग-सामान्य रूप से: eX ~ ln(N (μ, σ2)). वितरित किया जाता है
  • का पूर्ण मान सामान्य वितरण |X| ~ Nf (μ, σ2).को फोल्ड कर देता है, यदि इसे अर्ध-सामान्य वितरण के रूप में जाना जाता है।
  • सामान्यीकृत अवशिष्टों का निरपेक्ष मान, |X - μ|/σ, में स्वतंत्र की एक डिग्री के साथ ची वितरण होते है। .
  • X/σ के वर्ग में स्वतंत्र की एक डिग्री के साथ गैर-केन्द्रीय ची-वर्ग वितरण है: . यदि , वितरण को केवल ची-वर्ग कहा जाता है।
  • एक सामान्य चर की लॉग प्रायिकता केवल इसकी प्रायिकता घनत्व फलन का लघुगणक है,
    चूंकि यह एक मानक सामान्य चर का एक स्केल्ड और स्थानांतरित वर्ग है, इसे स्केल्ड और शिफ्ट किए गए ची-स्क्वेर्ड चर के रूप में वितरित किया जाता है।
  • वेरिएबलX का वितरण एक अंतराल [a, b] तक सीमित है, जिसे छोटा सामान्य वितरण कहा जाता है।
  • (X- μ)−2 का लेवी वितरण स्थान 0 और स्केल σ2 के साथ है
दो स्वतंत्र सामान्य चर पर संचालन
  • यदि और साधन के साथ दो स्वतंत्र ( प्रायिकता सिद्धांत) सामान्य यादृच्छिक चर हैं , और मानक विचलन , , फिर उनका योग भी सामान्य रूप से वितरित किया जाता है, सामान्य रूप से वितरित यादृच्छिक चर का योग माध्य के साथ और वरिएंस .के रूप में होता है
  • विशेष रूप से, यदि और शून्य माध्य और वरिएंस के साथ स्वतंत्र सामान्य विचलन हैं, तब और शून्य माध्य और वरिएंस के साथ स्वतंत्र और सामान्य रूप से वितरित होते है यह ध्रुवीकरण की पहचान की एक विशेष स्थिति है।[32]
  • यदि , माध्य के साथ दो स्वतंत्र सामान्य विचलन हैं और विचलन , और , यादृच्छिक वास्तविक संख्याएं हैं, इस प्रकार चर
    भी सामान्य रूप से माध्य के साथ वितरित किया जाता है और विचलन . यह इस प्रकार है कि सामान्य वितरण स्टेबल वितरण घातांक के साथ है
दो स्वतंत्र मानक सामान्य चर पर संचालन

यदि और माध्य 0 और प्रसरण 1 के साथ दो स्वतंत्र मानक सामान्य यादृच्छिक चर के रूप में हैं

  • उनका योग और अंतर सामान्य रूप से माध्य शून्य और वरिएंस .दो के साथ वितरित किया जाता है
  • उनका गुणन घनत्व फलन के साथ सामान्य वितरण का अनुसरण करता है[33] इस प्रकार जहाँ दूसरे प्रकार का संशोधित बेसेल फलन है। यह वितरण , पर असंबद्ध शून्य के आसपास सममित है और इसका विशिष्ट फलन प्रायिकता सिद्धांत .के रूप में है
  • उनका अनुपात मानक कॉची वितरण का अनुसरण करता है: .
  • उनका यूक्लिडियन मानदंड रेले वितरण है।

कई स्वतंत्र सामान्य चर पर संचालन

  • स्वतंत्र सामान्य विचलन का कोई भी रैखिक संयोजन एक सामान्य विचलन है।
  • यदि स्वतंत्र मानक सामान्य यादृच्छिक चर हैं, तो उनके वर्गों के योग में ची-वर्ग वितरण है और स्वतंत्र की कोटियां इस प्रकार है,
  • यदि साधन के साथ सामान्य रूप से वितरित यादृच्छिक चर स्वतंत्र हैं और प्रसरण , तो उनका नमूना माध्य नमूना मानक विचलन से स्वतंत्र है,[34] जिसे बसु के प्रमेय या कोचरन के प्रमेय का उपयोग करके प्रदर्शित किया जा सकता है।[35] इन दो मात्राओं के अनुपात में छात्र का t-वितरण होता है स्वतंत्र की कोटियो के रूप में होती है
  • यदि , स्वतंत्र मानक सामान्य यादृच्छिक चर हैं, तो वर्गों के सामान्यीकृत योगों का अनुपात होता है F-वितरण साथ (n, m) स्वतंत्र की कोटियां होती है [36]

एकाधिक सहसंबद्ध सामान्य चर पर संचालन

घनत्व फलन पर संचालन

विभाजित सामान्य वितरण को विभिन्न सामान्य वितरण के घनत्व फलन के स्केल किए गए वर्गों के रूप में सम्मलित होने और एक में एकीकृत करने के लिए घनत्व को कम करने के संदर्भ में सबसे सीधे परिभाषित किया गया है। इस प्रकार छोटा किया गया सामान्य वितरण एकल घनत्व फलन के एक खंड को फिर से स्केल करने का परिणाम होता है।

अनंत विभाज्यता और क्रैमर की प्रमेय

किसी भी धनात्मक पूर्णांक के लिए , माध्य के साथ कोई भी सामान्य वितरण और वरिएंस के योग का वितरण है, इस प्रकार स्वतंत्र सामान्य विचलन प्रत्येक माध्य के साथ और वरिएंस . इस गुणधर्म को अनंत विभाज्यता प्रायिकता कहा जाता है।[37]

इसके विपरीत यदि और स्वतंत्र यादृच्छिक चर और उनकी राशि हैं एक सामान्य वितरण है, फिर दोनों और सामान्य विचलन के रूप में होना चाहिए।[38]

इस परिणाम को क्रैमर के अपघटन प्रमेय के रूप में जाना जाता है और यह कहने के बराबर है कि दो वितरण का कनवल्शन सामान्य है यदि और केवल यदि दोनों सामान्य हैं। क्रैमर के प्रमेय का तात्पर्य है कि स्वतंत्र गैर-गाऊसी चरों के एक रैखिक संयोजन का कभी भी बिल्कुल सामान्य वितरण नहीं होता है, चूंकि यह यादृच्छिक ढंग से निकटता से संपर्क कर सकता है।[39]

बर्नस्टीन की प्रमेय

बर्नस्टीन के प्रमेय में कहा गया है कि यदि और स्वतंत्र हैं और और स्वतंत्र भी हैं, तो X और Y दोनों का सामान्य वितरण अनिवार्य रूप से होते है।[40][41]

अधिक सामान्यतः, यदि स्वतंत्र यादृच्छिक चर हैं, फिर दो भिन्न रैखिक संयोजन और स्वतंत्र रूप में होता है, यदि और केवल यदि सभी सामान्य हैं और , जहाँ के वरिएंस .को दर्शाता है[40]

एक्सटेंशन

सामान्य वितरण की धारणा, प्रायिकता सिद्धांत में सबसे महत्वपूर्ण वितरण में से एक होने के नाते, यूनीवेरिएट (जो कि एक आयामी है) स्थितियो े (केस 1) के मानक ढांचे से बहुत आगे तक बढ़ा दी गई है। इन सभी विस्तारों को सामान्य या गाऊसी कानून भी कहा जाता है, इसलिए नामों में एक निश्चित अस्पष्टता उपस्थित है।

  • मल्टवेरीेंएट सामान्य वितरण के-आयामी यूक्लिडियन अंतरिक्ष में गॉसियन कानून का वर्णन करता है। एक सदिश XRk बहुभिन्नरूपी-सामान्य रूप से वितरित है यदि इसके घटकों का कोई रैखिक संयोजन है Σk
    j=1
    aj Xj
    एक (अविभाजित) सामान्य वितरण है। X का प्रसरण एक k×k सममित सकारात्मक-निश्चित आव्यूह V है। मल्टवेरीेंएट सामान्य वितरण दीर्घवृत्ताकार वितरण का एक विशेष स्थिति है। जैसे, k = 2 स्थितियो े में इसका आइसो-घनत्व लोकी दीर्घवृत्त हैं और यादृच्छिक k के स्थितियो े में दीर्घवृत्त हैं।
  • संशोधित गाऊसी वितरण सामान्य वितरण का एक संशोधित संस्करण है जिसमें सभी नकारात्मक तत्व 0 पर रीसेट हो जाते हैं
  • सम्मिश्र सामान्य वितरण सम्मिश्र सामान्य सदिश से संबंधित है। एक सम्मिश्र वेक्टर XCk सामान्य कहा जाता है यदि इसके वास्तविक और काल्पनिक दोनों घटक संयुक्त रूप से 2k-आयामी मल्टवेरीेंएट सामान्य वितरण रखते हैं। X की प्रसरण-सहप्रसरण संरचना को दो आव्यूहों द्वारा वर्णित किया गया है: प्रसरण आव्यूह Γ, और संबंध आव्यूह C।
  • आव्यूह सामान्य वितरण सामान्य रूप से वितरित आव्यूह के स्थितियो े का वर्णन करता है।
  • गॉसियन प्रक्रियाएं सामान्य रूप से वितरित स्टोकेस्टिक प्रक्रियाएं हैं। इन्हें कुछ अनंत-आयामी हिल्बर्ट अंतरिक्ष H के तत्वों के रूप में देखा जा सकता है, और इस प्रकार स्थितियो े के लिए मल्टवेरीेंएट सामान्य सदिश के अनुरूप हैं k = ∞. एक यादृच्छिक तत्व hH किसी भी स्टेबल ांक के लिए सामान्य कहा जाता है aH स्केलर गुणन (a, h) एक (अविभाजित) सामान्य वितरण है। ऐसे गॉसियन यादृच्छिक तत्व की वरिएंस संरचना को रैखिक सहप्रसरण के संदर्भ में वर्णित किया जा सकता है operator K: H → H. कई गाऊसी प्रक्रियाएँ अपने स्वयं के नाम रखने के लिए बहुत लोकप्रिय हुईं:
  • गॉसियन क्यू-वितरण एक सार गणितीय निर्माण है जो सामान्य वितरण के क्यू-एनालॉग का प्रतिनिधित्व करता है।
  • क्ष-गाऊसी गॉसियन वितरण का एक एनालॉग है, इस अर्थ में कि यह सॉलिस एंट्रॉपी को अधिकतम करता है, और एक प्रकार का सॉलिस वितरण है। ध्यान दें कि यह वितरण उपरोक्त गॉसियन q-वितरण से भिन्न है।
  • कनियादकिस गॉसियन वितरण | कनियादकिस κ-गाऊसी वितरण गॉसियन वितरण का एक सामान्यीकरण है जो कनियादकिस वितरण में से एक होने के नाते, कनियादकिस आंकड़ों से उत्पन्न होता है।

एक यादृच्छिक चर X में एक वितरण होने पर दो-टुकड़ा सामान्य वितरण होता है

जहां μ माध्य है और σ1 और पी2 क्रमशः माध्य के बाएँ और दाएँ वितरण के मानक विचलन हैं।

इस वितरण का माध्य, वरिएंस और तीसरा केंद्रीय मोमेंट निर्धारित किया गया है[42]

जहाँ E(X), V(X) और T(X) क्रमशः माध्य, वरिएंस और तीसरा केंद्रीय मोमेंट हैं।

गॉसियन कानून के मुख्य व्यावहारिक उपयोगों में से एक व्यवहार में आने वाले कई अलग-भिन्न यादृच्छिक चरों के अनुभवजन्य वितरण को मॉडल करना है। ऐसे स्थितियो े में एक संभावित विस्तार वितरण का एक समृद्ध फॅमिली होता है , जिसमें दो से अधिक पैरामीटर होंगे और इसलिए अनुभवजन्य वितरण को अधिक अच्छे रूप से फिट करने में सक्षम होंगे। ऐसे एक्सटेंशन के उदाहरण हैं:

  • पियर्सन वितरण — प्रायिकता वितरण का एक चार-पैरामीटर फॅमिली जो विभिन्न तिरछापन और कर्टोसिस मानों को सम्मलित करने के लिए सामान्य कानून का विस्तार करता है।
  • सामान्यीकृत सामान्य वितरण , जिसे घातीय शक्ति वितरण के रूप में भी जाना जाता है, मोटे या पतले ऐसिम्टाटिक व्यवहार के साथ वितरण टेल्ड की अनुमति देता है।

सांख्यिकीय निष्कर्ष

मापदंडों का अनुमान

अधिकांशतः ऐसा होता है कि हम सामान्य वितरण के मापदंडों को नहीं जानते हैं, बल्कि इसके अतिरिक्त उन्हें अनुमान सिद्धांत करना चाहते हैं। अर्थात सैंमोमेंट लेना एक सामान्य से जनसंख्या हम मापदंडों के अनुमानित मानों को सीखना चाहेंगे और . इस समस्या का मानक दृष्टिकोण अधिकतम प्रायिकता विधि है, जिसके लिए लॉग-लाइबिलिटी फलन को अधिकतम करने की आवश्यकता होती है:

के संबंध में डेरिवेटिव लेना और और पहले क्रम की स्थिति के परिणामी सिस्टम को हल करने से अधिकतम प्रायिकता अनुमान प्राप्त होता है:


नमूना मतलब

अनुमानक <गणित शैली= लंबवत-संरेखण:-.3em >\textstyle\hat\mu</math> को नमूना माध्य कहा जाता है, क्योंकि यह सभी अवलोकनों का अंकगणितीय माध्य है। आँकड़ा <गणित शैली = लंबवत-संरेखण: 0 >\textstyle\overline{x}</math> पूर्ण आँकड़ा है और इसके लिए पर्याप्त आँकड़ा है गणित>\mu</math>, और इसलिए लेहमन-शेफ़े प्रमेय द्वारा, <गणित शैली= लंबवत-संरेखण:-.3em>\textstyle\hat\mu</math> समान रूप से न्यूनतम प्रसरण निष्पक्ष (UMVU) अनुमानक है .[43] परिमित नमूनों में यह सामान्य रूप से वितरित किया जाता है:

इस अनुमानक का प्रसरण व्युत्क्रम फिशर सूचना आव्यूह <गणित शैली = लंबवत-संरेखण: 0>\textstyle\mathcal{I}^{-1}</math> के μμ-तत्व के बराबर है। इसका तात्पर्य है कि अनुमानक कुशल अनुमानक | परिमित-नमूना कुशल है। व्यावहारिक महत्व का तथ्य यह है कि <गणित शैली= लंबवत-संरेखण:-.3em >\textstyle\hat\mu</math> की मानक त्रुटि (सांख्यिकी) <गणित शैली= लंबवत-संरेखण:-.3em के समानुपातिक है >\textstyle1/\sqrt{n}</math>, अर्थात , यदि कोई मानक त्रुटि को 10 के गुणक से घटाना चाहता है, तो उसे नमूने में अंकों की संख्या 100 के गुणक से बढ़ानी होगी। यह तथ्य है जनमत सर्वेमोमेंट के लिए नमूना आकार और मोंटे कार्लो सिमुलेशन में परीमोमेंट की संख्या निर्धारित करने में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

ऐसिम्टाटिक सिद्धांत (सांख्यिकी) के दृष्टिकोण से, <गणित शैली = लंबवत-संरेखण: - 3em>\textstyle\hat\mu</math> सुसंगत अनुमानक है, अर्थात, यह प्रायिकता में अभिसरण है जैसा . अनुमानक भी ऐसिम्टाटिक सामान्यता है, जो इस तथ्य का एक सरल परिणाम है कि यह परिमित नमूनों में सामान्य है:


नमूना वरिएंस

अनुमानक <गणित शैली= लंबवत-संरेखण:0 >\textstyle\hat\sigma^2</math> को नमूना प्रसरण कहा जाता है, क्योंकि यह नमूने का प्रसरण है ( गणित>(x_1, \ldots, x_n)</गणित>)। व्यवहार में, <गणित शैली = लंबवत-संरेखण: 0>\textstyle\hat\sigma^2</math> के अतिरिक्त अधिकांशतः एक अन्य अनुमानक का उपयोग किया जाता है। यह अन्य अनुमानक निरूपित है , और इसे नमूना वरिएंस भी कहा जाता है, जो शब्दावली में एक निश्चित अस्पष्टता का प्रतिनिधित्व करता है; इसका वर्गमूल नमूना मानक विचलन कहा जाता है। अनुमानक <गणित शैली= लंबवत-संरेखण:0 >\textstyle\hat\sigma^2</math> से भिन्न है (n − 1) भाजक में n के अतिरिक्त (तथाकथित बेसेल का सुधार):

बीच में अंतर और <गणित शैली= लंबवत-संरेखण:0 >\textstyle\hat\sigma^2</math> बड़े n के लिए नगण्य रूप से छोटा हो जाता है'एस। चूंकि परिमित नमूनों में, के उपयोग के पीछे की प्रेरणा यह है कि यह अंतर्निहित पैरामीटर का निष्पक्ष अनुमानक है , जबकि <गणित शैली= लंबवत-संरेखण:0 >\textstyle\hat\sigma^2</math> पक्षपातपूर्ण है। इसके अतिरिक्त , लेहमन-शेफ़े प्रमेय द्वारा अनुमानक गणित> एस ^ 2 </ गणित> समान रूप से न्यूनतम भिन्नता निष्पक्ष है (न्यूनतम-भिन्नता निष्पक्ष अनुमानक),[43]जो इसे सभी निष्पक्ष लोगों के बीच सबसे अच्छा अनुमानक बनाता है। चूंकि यह दिखाया जा सकता है कि पक्षपाती अनुमानक <गणित शैली = लंबवत-संरेखण: 0>\textstyle\hat\sigma^2</math> से अच्छे से है गणित> एस ^ 2 </ गणित> औसत चुकता त्रुटि (एमएसई) मानदंड के संदर्भ में। परिमित नमूनों में दोनों गणित>s^2</math> और <गणित शैली= लंबवत-संरेखण:0 >\textstyle\hat\sigma^2</math> के साथ स्केल किया हुआ ची-वर्ग वितरण है (n − 1) स्वतंत्र की कोटियां:

इन भावों में से पहला दर्शाता है कि का वरिएंस के बराबर है , जो उलटा फ़िशर सूचना आव्यूह <गणित शैली = लंबवत-संरेखण: 0>\textstyle\mathcal{I}^{-1}</math> के σσ-तत्व से थोड़ा अधिक है। इस प्रकार, के लिए एक कुशल आकलनकर्ता नहीं है , और इसके अतिरिक्त , चूंकि UMVU है, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि परिमित-नमूना कुशल अनुमानक के लिए उपस्थित नहीं होना।

ऐसिम्टाटिक सिद्धांत को प्रयुक्त करना, दोनों अनुमानक और <गणित शैली= लंबवत-संरेखण:0 >\textstyle\hat\sigma^2</math> संगत हैं, अर्थात वे प्रायिकता में अभिसरण करते हैं गणित>\sigma^2</math> नमूना आकार के रूप में गणित>n\rightarrow\infty</math>. दो अनुमानक भी दोनों ऐसिम्टाटिक रूप से सामान्य हैं:

विशेष रूप से, दोनों अनुमानक विषम रूप से कुशल हैं .

कॉन्फिडेंस अंतराल

कोचरन के प्रमेय के अनुसार, सामान्य वितरण के लिए नमूने का मतलब <गणित शैली= लंबवत-संरेखण:-.3em >\textstyle\hat\mu</math> और नमूना प्रसरण s2 स्वतंत्र ( प्रायिकता सिद्धांत) हैं, जिसका अर्थ है कि उनके संयुक्त वितरण पर विचार करने से कोई लाभ नहीं हो सकता है। एक विलोम प्रमेय भी है: यदि एक नमूने में नमूना माध्य और नमूना वरिएंस स्वतंत्र हैं, तो नमूना सामान्य वितरण से आया होता है । तथाकथित टी-सांख्यिकी के निर्माण के लिए <गणित शैली = ऊर्ध्वाधर-संरेखण: -3em>\textstyle\hat\mu</math> और s के बीच की स्वतंत्र को नियोजित किया जा सकता है:

गणित>
   t = \frac{\hat\mu-\mu}{s/\sqrt{n}} = \frac{\overline{x}-\mu}{\sqrt{\frac{1}{n(n-1) )}\sum(x_i-\overline{x})^2}} \sim t_{n-1}
 </ गणित>

इस क्वांटाइल t में छात्र का t-वितरण है (n − 1) स्वतंत्र की डिग्री, और यह एक सहायक आँकड़ा है (मापदंडों के मान से स्वतंत्र)। इस t-सांख्यिकी के वितरण को बदलने से हमें μ के लिए कॉन्फिडेंस अंतराल का निर्माण करने की अनुमति मिलेगी;[44] इसी तरह, χ को उल्टा करना2 आँकड़ों का वितरण 2 हमें σ के लिए कॉन्फ़िडेंस इंटरवल देगा2:[45]

जहां टीk,pऔर χ 2
k,p
 
t- और χ के pth मात्राएँ हैं2-वितरण क्रमशः। ये कॉन्फिडेंस इंटरवल आत्मकॉन्फिडेंस स्तर के होते हैं 1 − α, जिसका अर्थ है कि सच्चे मान μ और σ2 प्रायिकता (या सार्थकता स्तर) α के साथ इन अंतरालों के बाहर आते हैं। व्यवहार में लोग सामान्यतः लेते हैं α = 5%, जिसके परिणामस्वरूप 95% कॉन्फिडेंस अंतराल होता है।

अनुमानित सूत्र और s के असिम्प्टोटिक वितरण से प्राप्त किए जा सकते हैं।2:

अनुमानित सूत्र n के बड़े मानों के लिए मान्य हो जाते हैं, और मानक सामान्य क्वांटाइल्स z के बाद से मैन्युअल गणना के लिए अधिक सुविधाजनक होते हैंα/2 एन पर निर्भर न हों। विशेष रूप से, का सबसे लोकप्रिय मान α = 5%, का परिणाम |z0.025| = 1.96.

सामान्यता परीमोमेंट

सामान्यता परीमोमेंट इस प्रायिकता का आकलन करते हैं कि दिए गए डेटा सेट {x1, ..., एक्सn} सामान्य वितरण से आता है। आम तौर पर अशक्त हाइपोथिसिस एच0 यह है कि प्रेमोमेंट सामान्य रूप से अनिर्दिष्ट माध्य μ और वरिएंस σ के साथ वितरित किए जाते हैं2, बनाम वैकल्पिक Haकि वितरण यादृच्छिक है। इस समस्या के लिए कई परीमोमेंट (40 से अधिक) तैयार किए गए हैं। उनमें से अधिक प्रमुख नीचे उल्लिखित हैं:

'नैदानिक ​​प्लॉट' अधिक सहज रूप से आकर्षक लेकिन एक ही समय में व्यक्तिपरक होते हैं, क्योंकि वे अशक्त हाइपोथिसिस को स्वीकार या अस्वीकार करने के लिए अनौपचारिक मानवीय निर्णय पर भरोसा करते हैं।

  • क्यू-क्यू प्लॉट, जिसे सामान्य प्रायिकता प्लॉट या रैंकिट प्लॉट के रूप में भी जाना जाता है - मानक सामान्य वितरण से संबंधित मात्राओं के अपेक्षित मानों के विरुद्ध डेटा सेट से क्रमबद्ध मानों का एक प्लॉट है। यही है, यह फॉर्म के बिंदु का एक प्लॉट है (Φ-1(पृk), एक्स(k)), जहां प्लॉटिंग पॉइंट पीkपी के बराबर हैंk= (k − α)/(n + 1 − 2α) और α एक समायोजन स्टेबल ांक है, जो 0 और 1 के बीच कुछ भी हो सकता है। यदि शून्य हाइपोथिसिस सत्य है, तो प्लॉट किए गए बिंदुओं को लगभग एक सीधी रेखा पर स्थित होना चाहिए।
  • पी-पी प्लॉट - क्यू-क्यू प्लॉट के समान, लेकिन बहुत कम बार उपयोग किया जाता है। इस पद्धति में बिंदुओं की साजिश रचने के होते हैं (Φ(z(k)), पीk), जहाँ . सामान्य रूप से वितरित डेटा के लिए यह प्लॉट (0, 0) और (1, 1) के बीच 45° रेखा पर स्थित होना चाहिए।

अच्छाई के योग्य परीमोमेंट :

मोमेंट -आधारित परीमोमेंट :

  • डी'ऑगस्टिनो का के-स्क्वेर्ड परीमोमेंट
  • जर्क-बेरा परीमोमेंट
  • शापिरो-विल्क परीमोमेंट : यह इस तथ्य पर आधारित है कि क्यू-क्यू प्लॉट में रेखा का ढलान σ है। परीमोमेंट नमूना वरिएंस के मान के साथ उस ढलान के कम से कम वर्गों के अनुमान की तुलना करता है, और यदि ये दो मात्राएँ महत्वपूर्ण रूप से भिन्न हैं, तो अशक्त हाइपोथिसिस को अस्वीकार कर देता है।

अनुभवजन्य वितरण फलन के आधार पर परीमोमेंट :

  • एंडरसन-डार्लिंग परीमोमेंट
  • लिलिफ़ोर्स परीमोमेंट (कोल्मोगोरोव-स्मिर्नोव परीमोमेंट का एक रूपांतर)

सामान्य वितरण का बायेसियन विश्लेषण

सामान्य रूप से वितरित डेटा का बायेसियन विश्लेषण कई अलग-भिन्न संभावनाओं से सम्मिश्र है जिन पर विचार किया जा सकता है:

  • या तो माध्य, या प्रसरण, या दोनों में से किसी को भी निश्चित क्वांटाइल नहीं माना जा सकता है।
  • जब भिन्नता अज्ञात होती है, तो विश्लेषण सीधे भिन्नता के संदर्भ में, या परिशुद्धता (सांख्यिकी), भिन्नता के पारस्परिक के संदर्भ में किया जा सकता है। सूत्रों को सटीकता के रूप में व्यक्त करने का कारण यह है कि अधिकांश स्थितियो का विश्लेषण सरल है।
  • दोनों अविभाज्य और मल्टवेरीेंएट सामान्य वितरण स्थितियो पर विचार करने की आवश्यकता है।
  • अज्ञात चर पर या तो संयुग्म पूर्व या अनुचित पूर्व वितरण रखा जा सकता है।
  • बायेसियन रैखिक प्रतिगमन में स्थितियो का एक अतिरिक्त सेट होता है, जहां मूल मॉडल में डेटा को सामान्य रूप से वितरित माना जाता है, और सामान्य पुजारियों को प्रतिगमन गुणांक पर रखा जाता है। परिणामी विश्लेषण स्वतंत्र रूप से वितरित डेटा के मूल स्थितियो के समान है।

गैर-रैखिक-प्रतिगमन स्थितियो के सूत्रों को संयुग्मित पूर्व लेख में संक्षेपित किया गया है।

दो द्विघातों का योग

अदिश रूप

निम्नलिखित सहायक सूत्र पश्च वितरण अद्यतन समीकरणों को सरल बनाने के लिए उपयोगी है, जो अन्यथा बहुत कठिन हो जाते हैं।

यह समीकरण वर्गों का विस्तार करके, x में पदों को समूहित करके, और वर्ग को पूरा करके x में दो द्विघातों के योग को फिर से लिखता है। कुछ शर्तों से जुड़े सम्मिश्र निरंतर कारकों के बारे में निम्नलिखित पर ध्यान दें:

  1. कारण y और z के भारित औसत का रूप है।
  2. इससे पता चलता है कि इस कारक को एक ऐसी स्थिति के परिणामस्वरूप माना जा सकता है जहां मात्राओं के गुणक व्युत्क्रम a और b सीधे जुड़ते हैं, इसलिए a और b को संयोजित करने के लिए, परिणाम को फिर से प्राप्त करना, जोड़ना और पुनः प्राप्त करना आवश्यक है। मूल इकाइयाँ। यह अच्छे उसी तरह का ऑपरेशन है जो अनुकूल माध्य द्वारा किया जाता है, इसलिए यह आश्चर्यजनक नहीं है a और b का आधा हार्मोनिक माध्य है।
सदिश रूप

दो वेक्टर चतुष्कोणों के योग के लिए एक समान सूत्र लिखा जा सकता है: यदि x, y, z लंबाई k के सदिश हैं, और A और B सममित आव्यूह हैं, आकार के व्युत्क्रमणीय आव्यूह , तब

जहाँ

ध्यान दें कि रूप x′ A x को द्विघात रूप कहा जाता है और यह एक अदिश (गणित) है:

दूसरे शब्दों में, यह x से तत्वों के जोड़े के उत्पादों के सभी संभावित संयोजनों को जोड़ता है, प्रत्येक के लिए एक भिन्न गुणांक के साथ। इसके अतिरिक्त , चूंकि , केवल योग ए के किसी भी ऑफ-डायगोनल तत्वों के लिए मायने रखता है, और यह मानने में व्यापकता का कोई नुकसान नहीं है कि ए सममित आव्यूह है। इसके अतिरिक्त , यदि ए सममित है, तो फॉर्म


माध्य से भिन्नताओं का योग

एक अन्य उपयोगी सूत्र इस प्रकार है:

जहाँ


ज्ञात वरिएंस के साथ

i.i.d के एक सेट के लिए सामान्य रूप से वितरित डेटा बिंदु X का आकार n है जहां प्रत्येक व्यक्तिगत बिंदु x अनुसरण करता है ज्ञात वरिएंस σ के साथ2, संयुग्म पूर्व वितरण भी सामान्य रूप से वितरित किया जाता है।

प्रसरण को परिशुद्धता (सांख्यिकी) के रूप में फिर से लिखकर, अर्थात τ = 1/σ का उपयोग करके इसे अधिक आसानी से दिखाया जा सकता है2</उप>। तो यदि और हम निम्नानुसार आगे बढ़ते हैं।

सबसे पहले, प्रायिकता फलन है (उपरोक्त सूत्र का उपयोग माध्य से मतभेदों के योग के लिए):

फिर, हम निम्नानुसार आगे बढ़ते हैं: