WeibullDistribution
WeibullDistribution[α,β]
表示形状参数为 α,尺度参数为 β 的韦伯分布.
WeibullDistribution[α,β,μ]
表示形状参数为 α,尺度参数为 β,位置参数为 μ 的韦伯分布.
更多信息
- WeibullDistribution 亦称为 Rosin–Rammler 分布.
- 韦伯分布中值 的概率密度值当 时与 成正比,当 时为0. »
- 位置参数为 的韦伯分布中,当 时值 的概率密度与 成正比,当 时为零.
- WeibullDistribution 中的参数 α 和 β 可以为任意正实数,μ 为任意实数.
- WeibullDistribution 允许 β 和 μ 为单位量纲相同的任意量,允许 α 为无量纲量. »
- WeibullDistribution 可与 Mean、CDF 和 RandomVariate 等函数一起使用. »
背景
- WeibullDistribution[α,β,μ] 表示支持在区间 上的连续统计分布,称为韦伯分布,并有实数参数 μ(称为“位置参数”)和正实数参数 α 和 β(分别是“形状参数”和“尺度参数”),这些参数一起决定了其概率密度函数(PDF)的整体行为. 根据 α、β 和 μ 的值,韦伯分布的 PDF 可能有许多形状,包括带单独“峰尖”(即全局最大值)的单峰状或在定义域下界附近有潜在奇点的单调递减状. 此外 PDF 的尾部可能较“胖”(即 PDF 当 值较大时减小是非指数的)或“瘦”(即 PDF 当 值较大时减小是指数级的),这取决于 α、β 和 μ 的值.(这一行为可通过研究分布的 SurvivalFunction 做精确的定量分析.)韦伯分布有时也被称为 Rosin–Rammler 分布,而双参数形式的 WeibullDistribution[α,β] 等价于 WeibullDistribution[α,β,0].
- WeibullDistribution 是四种被归类于“极值分布”这个一般标题下的分布之一(另外三种是 FrechetDistribution、ExtremeValueDistribution 和 GumbelDistribution),它们全部都被用于求“极端”或“罕见”事件(即那些“极端不可能”,数据集由偏离中位数很偏的随机变量组成)概率的工具. 韦伯分布因瑞典科学家 Waloddi Weibull 得名,虽然它的发现要归功于1920年代 Fréchet 的工作. 自发现以来,韦伯分布已被用于对大量真实世界的现象建模,包括粒子大小和风速的分布,以及洪水、旱灾和灾难保险损失. 韦伯分布也被用在生存分析、制造业、工程和精算科学中.
- RandomVariate 可被用于给出韦伯分布的一个或多个机器精度或任意精度(后者可用 WorkingPrecision 选项指定)的伪随机变量. Distributed[x,WeibullDistribution[α,β,μ]],更简洁的写法是 xWeibullDistribution[α,β,μ],可被用于声明随机变量 x 是韦伯分布的. 这样一个声明之后可用在如 Probability、NProbability、Expectation 以及 NExpectation 这样的函数中.
- 概率密度函数和累积分布函数可用 PDF[WeibullDistribution[α,β,μ],x] 和 CDF[WeibullDistribution[α,β,μ],x] 求得. 平均数、中位数、方差、原点矩及中心矩可分别用 Mean、Median、Variance、Moment 和 CentralMoment 计算.
- DistributionFitTest 可被用于测试给定的数据集是否与韦伯分布一致,EstimatedDistribution 可被用于根据给定数据估算韦伯参数化分布,而 FindDistributionParameters 可拟合数据和韦伯分布. ProbabilityPlot 可被用于生成给定数据的 CDF 相对于符号韦伯分布的 CDF 的图线,而 QuantilePlot 可被用于生成给定数据的分位数相对于符号韦伯分布的分位数的图线.
- TransformedDistribution 可被用于表示转换的韦伯分布,CensoredDistribution 可被用于表示删截后位于上限值和下限值之间的值分布,而 TruncatedDistribution 可被用于表示截断后位于上限值和下限值之间的值分布. CopulaDistribution 可被用于建立包含了韦伯分布的高维分布,而 ProductDistribution 可被用于计算包括韦伯分布在内的,若干个独立分量的联合分布.
- WeibullDistribution 和若干其它分布有关. 如之前提到的,WeibullDistribution 和 ExtremeValueDistribution、FrechetDistribution 和 GumbelDistribution 有定性关系. 这些定性关系就是 WeibullDistribution 的 PDF 可被 ExtremeValueDistribution、FrechetDistribution 和 GumbelDistribution 的变换(TransformedDistribution)实现. WeibullDistribution 是 ExponentialDistribution 和 RayleighDistribution 的推广,意思是 WeibullDistribution[1,1/λ] 的 CDF 和 WeibullDistribution[2, σ] 的 PDF 分别等价于 ExponentialDistribution[λ] 的 CDF 和 RayleighDistribution[σ] 的 PDF. WeibullDistribution 也和 MinStableDistribution、MaxStableDistribution、GammaDistribution 和 GompertzMakehamDistribution 密切相关.
范例
打开所有单元关闭所有单元范围 (8)
在参数中对 Quantity 一致的使用产生了 QuantityDistribution:
应用 (8)
一个部件的生命期服从 WeibullDistribution,其中 并且 ,以 为单位. 求部件使用期超过300小时的概率:
求在一个部件使用超过300小时后,仍然能够工作500小时的概率:
一个设备的寿命服从 WeibullDistribution. 求该设备的可靠性:
一个部件在两个工厂制造. 来自工厂 A 的产品具有一个服从韦伯分布的生命期,其中对该分布 , decades,而从工厂 B 生产的产品出现失效所需的时间服从 以及 decades 的韦伯分布. 求来自工厂 A 的部件在来自工厂 B 的部件之前出现失效的概率:
假设 60% 的部件在工厂 A 制造. 求对一个随机选择的部件,出现失效的时间分布:
在衰落信道理论中,WeibullDistribution 用于模拟在 800–900 兆赫兹频率范围中的移动通信的衰落幅度. 求瞬间信噪比的分布,其中 , 每个符号的能量, 是白噪声的频谱密度:
证明 也是 WeibullDistribution:
WeibullDistribution 可以用来求近似风速:
每年地震的最大幅度可以用 WeibullDistribution 建模. 考虑美国在过去200年的地震:
求与 BenktanderWeibullDistribution 相关联的平稳更新分布:
比较截断的 WeibullDistribution:
属性和关系 (18)
当平移并且使用一个正因子为比例进行缩放时,新生成的分布仍然是韦伯分布:
对于取自韦伯分布的样本,其最小值所对应的分布族仍然是 WeibullDistribution:
WeibullDistribution 的 CDF 求解最小稳定性先决方程:
WeibullDistribution 的幂乘仍然是 WeibullDistribution:
韦伯分布是 UniformDistribution 的一种变形:
WeibullDistribution 与 ExtremeValueDistribution 呈指数相关:
WeibullDistribution 与 GumbelDistribution 呈指数相关:
ExponentialDistribution 是韦伯分布的特例:
RayleighDistribution 是韦伯分布的特例:
韦伯分布是 ExponentialDistribution 的一种变形:
FrechetDistribution 是韦伯分布的一种变形:
韦伯分布是 MinStableDistribution 的特例:
韦伯分布是 MaxStableDistribution 的一种变形:
WeibullDistribution 是广义 GammaDistribution 的特例:
GompertzMakehamDistribution 与截断 WeibullDistribution 分布相关:
GompertzMakehamDistribution 与韦伯分布相关:
可能存在的问题 (3)
文本
Wolfram Research (2007),WeibullDistribution,Wolfram 语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/WeibullDistribution.html (更新于 2016 年).
CMS
Wolfram 语言. 2007. "WeibullDistribution." Wolfram 语言与系统参考资料中心. Wolfram Research. 最新版本 2016. https://reference.wolfram.com/language/ref/WeibullDistribution.html.
APA
Wolfram 语言. (2007). WeibullDistribution. Wolfram 语言与系统参考资料中心. 追溯自 https://reference.wolfram.com/language/ref/WeibullDistribution.html 年