给定许多(x,y)点坐标,其基本满足正态分布的规律,求正态分布函数中的参数
时间: 2024-10-25 12:16:15 浏览: 41
给定一组数据点 `(x, y)`,如果它们大致符合正态分布,即每个点 `y` 可以看作是从平均值加减标准偏差的随机变量的结果,我们可以使用最大似然估计(Maximum Likelihood Estimation,MLE)来找到正态分布(Normal Distribution)的参数,也就是均值(μ)和标准差(σ)。
1. **均值(μ)**:初始可以取所有 `x` 的算术平均作为猜测。对于每个点 `(x_i, y_i)`,计算残差 `r_i = y_i - μ`。然后通过最大化残差平方和 `-2 * Σ r_i^2` 来更新均值估计。这是一个凸优化问题,可以用牛顿法或梯度下降法求解。
2. **标准差(σ)**:初始可以设置为所有 `y` 差异的方差开根号。计算标准化残差 `z_i = (y_i - μ) / σ`。目标函数变为对数似然函数 `-n * log(σ) - Σ log(1 + z_i^2 / 2)`。这也是一个非线性问题,通常需要迭代求解,例如使用贝叶斯优化或牛顿法。
以下是伪代码:
```cpp
function find_parameters(data):
// 初始化均值和标准差
mu = average(x)
sigma = sqrt(variance(y))
while not converged:
# 更新均值
residuals = data.y - mu
mu_new = mu - gradient(residuals)
// 更新标准差
z_scores = (data.y - mu_new) / sigma
sigma_new = sigma - gradient(log_likelihood(z_scores))
// 判断是否收敛
if abs(mu_new - mu) < tolerance and abs(sigma_new - sigma) < tolerance:
break
else:
mu, sigma = mu_new, sigma_new
return mu, sigma
```
其中,`gradient()` 和 `log_likelihood()` 分别表示相应参数下似然函数的梯度。
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