柯西分布

文摘   2024-12-25 15:00   四川  

柯西分布也称为柯西一洛伦兹分布,是一种特殊的概率分布,其概率密度函数为

式中,x0为定义分布峰值位置的位置参数;γ为最大值一半处的一半宽度的尺度参数。
x0=0的柯西分布的图像。蓝、红、紫三条曲线对应的柯西分布的γ值分别为0.5、1、2。

柯西分布可以看作是两个相互独立且服从相同正太分布(正态分布)的随机变量之商的分布。换句话说,设X~N(μ,σ2)和Y~N(μ,σ2),那么X/Y就服从柯西分布。


柯西分布的一个重要特征是它没有期望和方差。因为按照期望的定义,

上式右边的反常积分不收件。直观地理解就是柯西分布的“尾巴”太粗。根据方差的定义:D(X)=E((X-E(X))2)没有期望,所以没有期望自然也就没有方差。这两个特点——没有期望和方差——让柯西分布在现实世界的应用中显得有些特别。比如,在金融市场上,有些极端事件的发生概率就是用柯西分布来描述的,因为这些事件的影响可以非常巨大,以至于常规的统计方法无法很好地捕捉到


在物理学中,柯西分布是描述受迫振动的微分方程的解。在光谱学中,它描述了被共振或者其他机制加宽的谱线形状。


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