卡方分布
卡方分布 (χ2分布)是概率论与统计学中常用的一种概率分布。k 个独立的标准正态分布变量的平方和服从自由度为k 的卡方分布。卡方分布常用于假设检验和置信区间的计算。
卡方分布的数学定义
若k 个随机变量Z1、……、Zk 相互独立,且数学期望为0、方差为 1(即服从标准正态分布),则随机变量X
被称为服从自由度为 k 的卡方分布,记作
卡方分布的特征
卡方分布的概率密度函数为:
其中x?0, 当x?0时fk(x) = 0。这里Γ代表Gamma 函数。
卡方分布的累积分布函数为:
其中γ(k,z)为不完全Gamma函数
在大多数涉及卡方分布的书中都会提供它的累积分布函数的对照表。此外许多表格计算软件如OpenOffice.org Calc和Microsoft Excel中都包括卡方分布函数。 卡方分布可以用来测试随机变量之间是否相互独立,也可用来检测统计模型是否符合实际要求。
自由度为 k 的卡方变量的平均值是 k,方差是 2k。 卡方分布是伽玛分布的一个特例,它的熵为:
其中ψ(x) 是 Digamma function。 卡方变数与 Gamma变数的关系
当Gamma变数频率(λ)为1/2 时,α 的2倍为卡方变数之自由度(Degree of freedom)
即:
卡方变数之期望值=自由度卡方变数之方差=两倍自由度 卡方分布
参数 k > 0, 自由度
值域 ,
概率密度函数 ,
累积分布函数(cdf) , 期望值 k,
中位数 大约k ? 2 / 3,
众数 k-2, if, 方差 2,k, 偏态 , 峰态 12/k,
熵值
动差生成函数(mgf) ,2t<1,
特征函数 , t-分布表
For a particular number of degrees of freedom, entry represents the critical value of t Corresponding to a specified upper-tail area (α) Upper-Tail Areas
Degrees of 0 t (α, df) 0.25 0.10 0.05 0.025 0.01 0.005 Freedom 1 1.0000 3.0777 6.3137 12.7062 31.8210 63.6559 2 0.8165 1.8856 2.9200 4.3027 6.9645 9.9250 3 0.7649 1.6377 2.3534 3.1824 4.5407 5.8408 4 0.7407 1.5332 2.1318 2.7765 3.7469 4.6041 5 0.7267 1.4759 2.0150 2.5706 3.3649 4.0321 6 0.7176 1.4398 1.9432 2.4469 3.1427 3.7074
7 0.7111 1.4149 1.8946 2.3646 2.9979 3.4995 8 0.7064 1.3968 1.8595 2.3060 2.8965 3.3554 9 0.7027 1.3830 1.8331 2.2622 2.8214 3.2498 10 0.6998 1.3722 1.8125 2.2281 2.7638 3.1693 11 0.6974 1.3634 1.7959 2.2010 2.7181 3.1058 12 0.6955 1.3562 1.7823 2.1788 2.6810 3.0545 13 0.6938 1.3502 1.7709 2.1604 2.6503 3.0123 14 0.6924 1.3450 1.7613 2.1448 2.6245 2.9768 15 0.6912 1.3406 1.7531 2.1315 2.6025 2.9467 16 0.6901 1.3368 1.7459 2.1199 2.5835 2.9208 17 0.6892 1.3334 1.7396 2.1098 2.5669 2.8982 18 0.6884 1.3304 1.7341 2.1009 2.5524 2.8784 19 0.6876 1.3277 1.7291 2.0930 2.5395 2.8609 20 0.6870 1.3253 1.7247 2.0860 2.5280 2.8453 21 0.6864 1.3232 1.7207 2.0796 2.5176 2.8314 22 0.6858 1.3212 1.7171 2.0739
2.5083 2.8188 23 0.6853 1.3195 1.7139 2.0687 2.4999 2.8073 24 0.6848 1.3178 1.7109 2.0639 2.4922 2.7970 25 0.6844 1.3163 1.7081 2.0595 2.4851 2.7874 26 0.6840 1.3150 1.7056 2.0555 2.4786 2.7787 27 0.6837 1.3137 1.7033 2.0518 2.4727 2.7707 28 0.6834 1.3125 1.7011 2.0484 2.4671 2.7633 29 0.6830 1.3114 1.6991 2.0452 2.4620 2.7564 30 0.6828 1.3104 1.6973 2.0423 2.4573 2.7500 31 0.6825 1.3095 1.6955 2.0395 2.4528 2.7440 32 0.6822 1.3086 1.6939 2.0369 2.4487 2.7385 33 0.6820 1.3077 1.6924 2.0345 2.4448 2.7333 34 0.6818 1.3070 1.6909 2.0322 2.4411 2.7284 35 0.6816 1.3062 1.6896 2.0301 2.4377 2.7238 36 0.6814 1.3055 1.6883 2.0281 2.4345 2.7195 37 0.6812 1.3049 1.6871 2.0262 2.4314 2.7154 38 0.6810 1.3042 1.6860 2.0244 2.4286 2.7116 39 0.6808 1.3036 1.6849 2.0227 2.4258 2.7079 40 0.6807 1.3031 1.6839 2.0211 2.4233 2.7045
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