从np.random.normal()到正态分布的拟合

来源:互联网 发布:济宁网络问政平台登录 编辑:程序博客网 时间:2024/04/27 03:34

先看伟大的高斯分布(Gaussian Distribution)的概率密度函数(probability density function):

f(x)=12πσexp((xμ)22σ2)

对应于numpy中:

numpy.random.normal(loc=0.0, scale=1.0, size=None)
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参数的意义为:

loc:float    此概率分布的均值(对应着整个分布的中心centre)scalefloat    此概率分布的标准差(对应于分布的宽度,scale越大越矮胖,scale越小,越瘦高)sizeint or tuple of ints    输出的shape,默认为None,只输出一个值
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我们更经常会用到的np.random.randn(size)所谓标准正态分布(μ=0,σ=1),对应于np.random.normal(loc=0, scale=1, size)

采样(sampling)

# 从某一分布(由均值和标准差标识)中获得样本mu, sigma = 0, .1s = np.random.normal(loc=mu, scale=sigma, size=1000)
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也可使用scipy库中的相关api(这里的类与函数更符合数理统计中的直觉):

import scipy.stats as stmu, sigma = 0, .1s = st.norm(mu, sigma).rvs(1000)
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校验均值和方差:

>>> abs(mu < np.mean(s)) < .01True>>> abs(sigma-np.std(s, ddof=1)) < .01True            # ddof,delta degrees of freedom,表示自由度            # 一般取1,表示无偏估计,      
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拟合

我们看使用matplotlib.pyplot便捷而强大的语法如何进行高斯分布的拟合:

import matplotlib.pyplot as pltcount, bins, _ = plt.hist(s, 30, normed=True)        # normed是进行拟合的关键        # count统计某一bin出现的次数,在Normed为True时,可能其值会略有不同plt.plot(bins, 1./(np.sqrt(2*np.pi)*sigma)*np.exp(-(bins-mu)**2/(2*sigma**2), lw=2, c='r')plt.show()
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或者:

s_fit = np.linspace(s.min(), s.max())plt.plot(s_fit, st.norm(mu, sigma).pdf(s_fit), lw=2, c='r')
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