标准正态分布怎么算_标准正态分布函数的快速计算方法

标准正态分布的分布函数 $\Phi(x)$ 可以说是”数据分析师”统计计算中非常重要的一个函数,基本上有正态分布的地方都或多或少会用上它。在一些特定的问题中,我们”数据分析师”需要大量多次地计算这个函数的取值,比如我经常需要算正态分布与另一个随机变量之和的分布,这时候就需要用到数值积分,而被积函数就包含

$\Phi(x)$。如果 $Z\sim N(0,1), X\sim f(x)$,$f$ 是 $X$ 的密度函数,那么 $Z+X$

的分布函数就是

我们”数据分析师”知道,$\Phi(x)$

没有简单的显式表达式,所以它需要用一定的数值方法进行计算。在大部分的科学计算软件中,计算的精度往往是第一位的,因此其算法一般会比较复杂。当这个函数需要被计算成千上万次的时候,速度可能就成为了一个瓶颈。

当然有问题就会有对策,一种常见的做法是略微放弃一些精度,以换取更简单的计算。在大部分实际应用中,一个合理的误差大小,例如

$10^{-7}$,一般就足够了。在这篇文章中,给大家介绍两种简单的方法,它们都比R中自带的 pnorm() 更快,且误差都控制在

$10^{-7}$ 的级别。

第一种办法来自于经典参考书 Abramowitz and Stegun: Handbook of

Mathematical Functions 的 公式

26.2.17 。其基本思想是把 $\Phi(x)$ 表达成正态密度函数 $\phi(x)$

和一个有理函数的乘积。这种办法可以保证误差小于 $7.5\times

10^{-8}$,一段C++实现可以在 这里 找

Original: https://blog.csdn.net/weixin_39614228/article/details/111722977
Author: weixin_39614228
Title: 标准正态分布怎么算_标准正态分布函数的快速计算方法

原创文章受到原创版权保护。转载请注明出处:https://www.johngo689.com/636100/

转载文章受原作者版权保护。转载请注明原作者出处!

(0)

大家都在看

亲爱的 Coder【最近整理,可免费获取】👉 最新必读书单  | 👏 面试题下载  | 🌎 免费的AI知识星球