【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化

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1 引言

  正态分布又称为高斯分布,它在机器学习和深度学习中非常常用。如正态分布的叠加性和正态分布的标准化等,在VAE模型中重参技巧就用到了正态分布知识,特别是在高维数据中高维的正态分布更是常用。因此,准备梳理一下相应的知识,其中内容多有参考其他博客,一并在参考文献中给出链接。

2 什么是正态分布

  正态分布(Normal distribution),又名高斯分布(Gaussian distribution)。若随机变量【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化服从一个数学期望(均值)为【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化、方差为【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化的正态分布,记为【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化。其概率密度函数为正态分布的期望值【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化决定了其位置,其标准差【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化决定了分布的幅度。当【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化, 【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化时的正态分布是标准正态分布。
一维正态分布的概率密度函数为:
【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化
高维正态分布后面再补坑…

2 正态分布的叠加性

  理论:相互独立的正态分布的线性组合仍然服从正态分布。

给定两个独立的正态分布【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化,且【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化 【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化均为实数


【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化

【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化

3 正态分布的标准化

  正态分布是由两个参数【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化μ与【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化确定的。对于任意一个服从【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化 分布的随机变量【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化,经过下面的变换以后都可以转化为【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化的标准正态分布。转换公式为:
【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化
举个例子:
假设公共汽车门的高度按成年男性碰头机会小于【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化来设计。又假设成年男性的身高服从正态分布【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化,求问车门的高度h hh为多少?

假设身高这一随机变量为【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化,那么要求的问题为:
【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化

【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化

【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化

因为【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化, 所以 【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化

通过查标准正态分布表可知,【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化
因此 【概率论】正态分布的叠加性和正态分布的标准化

4 参考文献

[1]均匀分布叠加与正态分布叠加
[2]正态分布,正态分布如何变换为标准正态分布
[3]普通正态分布如何转换到标准正态分布
[4]PRML笔记 第二章 (多维)高斯分布

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