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正态分布与数学的哲学

2023-04-14 22:18 作者:Gate-key  | 我要投稿

“正态分布”这个词一说出来,很容易引起人们的遐想。嗯,正太分布,什么玩意儿,发源于日本么?但其实不是这个样子的。生活中正太可不常见,但是正态分布可太常见了。

“正态分布”大体上是指数据对称地分布在某个中心值两边,且离中心值越远,分布的越少。它是由法国数学家棣莫弗于1733年首次提出的,后由德国数学家高斯率先将其应用于天文学研究,故正态分布又叫高斯分布。

“学生的考试成绩是正态分布的”“城市中不同人的收入是正态分布的”。假如我们把学生的成绩看作是互相独立的,相对随机的事件,大家脑袋空空一起猜题,老多人了,挤满了半个地球,数都数不清。题目老难了,那怎么办呢?只好猜题了。我们把所有学生成绩作一张图,大概是这个形状的。

一维“正太”分布

    

正态分布,一维正态分布,与古典概率不同,它属于“连续型随机变量分布”。而古典概型,有无限多个样本点,而古典概型,有的只是有限个样本点,比如一个年级中两百人的考试成绩,就是有限的。而“无限”,就很麻烦,我们无法取一个样本点,直截了当地说出他的发生的概率,我们常常研究某一段区间的概率。而古典概型,我说兄弟那可相当好办,请你告诉我,我们年纪,高二年级两百人之内,有几个哥们化学考30分,物理考20分?只有一个,概率是1/200,百分之零点五,因为那个人就是我,我就是唯一。但是在连续性随机变量分布中,当这个考试分数可以无限细分到小数点后一百位,那么直截了当的点出,物理考20分的人,概率是多少,那就非常困难。

但我们还是可以列出来式子的,你看我给你写一下哈:


你说不对啊哥们,n趋向于正无穷,那这玩意几率不就几乎趋近于零么?

我说你说得很对啊兄弟,他就是趋近于零。

我们在图像上给他表达一下

芝士一维正态分布

芝士一个一维正态分布图像,其公式为:

 

Exp x=x的xxx次方

 

上图的直线即为概率,那么看起来确实很像0,也确确实实趋近于零。

那这个时候,你灵机一动,问了我一个问题

       “线动成面,没错吧,那么,有无数条趋近于零的“概率”最终堆积成了这个图,图像的面积所示概率为1。怎么会是呢?

这其实是个相当哲学的问题,但是我们先从数学上来讲:


N分之一,确实趋近于零,但并不是零。如若把所有的直线加起来,那么便有:


共n个n分之一,也就是n条直线。

 

这便是一。

 

我们说,头上一根头发的,叫秃头,那么头上有一根头发呢?

也还是叫秃头。

在此基础上又有一根,还是叫秃头,又有一根,还是叫秃头,又有一根,还是叫秃头,周而复始,有了很多根头发,这哥们突然又不是秃头了。

这就是量变引起质变,这就是哲学和数学的关系。

也同样可以扔到现实世界讲,尽管现在数学成绩差的要死,那么慢慢努力,也会成为“1”的。

最后引一句拖堂李天王,我亲爱的李老师下课时候说的话:

“这就是数学的真谛啊,好好学习吧!”



你好!我是scholar,今天是我的生日,很巧,我们数学老师李天王,aka拖堂之神,上了这样一堂很叼的课,文章中大部分语言来自我们亲爱的拖堂李天王,这节课给我的震撼极大,故写文章,以表尊敬之意。

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