拉普拉斯分布計算器

拉普拉斯分布計算器

透過 MCP 連接 →

輸入計算

數學公式

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結果

Probability density f(x) at x = -5
0.000565
101 points generated
x Probability density f(x)
-5 0.00056464
-4.9 0.00065134
-4.8 0.00075137
-4.7 0.00086675
-4.6 0.00099985
-4.5 0.0011534
-4.4 0.00133052
-4.3 0.00153484
-4.2 0.00177054
-4.1 0.00204243
-4 0.00235608
-3.9 0.00271789
-3.8 0.00313526
-3.7 0.00361672
-3.6 0.00417213
-3.5 0.00481282
-3.4 0.0055519
-3.3 0.00640448
-3.2 0.00738798
-3.1 0.00852252
-3 0.00983128
-2.9 0.01134102
-2.8 0.0130826
-2.7 0.01509163
-2.6 0.01740917
-2.5 0.02008261
-2.4 0.0231666
-2.3 0.02672418
-2.2 0.03082808
-2.1 0.03556219
-2 0.0410233
-1.9 0.04732304
-1.8 0.0545902
-1.7 0.06297335
-1.6 0.07264385
-1.5 0.0837994
-1.4 0.09666806
-1.3 0.11151289
-1.2 0.12863737
-1.1 0.14839156
-1 0.17117931
-0.9 0.19746646
-0.8 0.2277904
-0.7 0.26277103
-0.6 0.30312346
-0.5 0.34967261
-0.4 0.40337009
-0.3 0.46531361
-0.2 0.5367695
-0.1 0.6191985
0 0.71428571
0.1 0.6191985
0.2 0.5367695
0.3 0.46531361
0.4 0.40337009
0.5 0.34967261
0.6 0.30312346
0.7 0.26277103
0.8 0.2277904
0.9 0.19746646
1 0.17117931
1.1 0.14839156
1.2 0.12863737
1.3 0.11151289
1.4 0.09666806
1.5 0.0837994
1.6 0.07264385
1.7 0.06297335
1.8 0.0545902
1.9 0.04732304
2 0.0410233
2.1 0.03556219
2.2 0.03082808
2.3 0.02672418
2.4 0.0231666
2.5 0.02008261
2.6 0.01740917
2.7 0.01509163
2.8 0.0130826
2.9 0.01134102
3 0.00983128
3.1 0.00852252
3.2 0.00738798
3.3 0.00640448
3.4 0.0055519
3.5 0.00481282
3.6 0.00417213
3.7 0.00361672
3.8 0.00313526
3.9 0.00271789
4 0.00235608
4.1 0.00204243
4.2 0.00177054
4.3 0.00153484
4.4 0.00133052
4.5 0.0011534
4.6 0.00099985
4.7 0.00086675
4.8 0.00075137
4.9 0.00065134
5 0.00056464

什麼是拉普拉斯分布?

拉普拉斯分布(Laplace distribution)又稱雙指數分布,是一種連續型機率分布,形狀就像兩條指數曲線在中央峰值處背靠背接合而成。它由兩個參數決定:位置參數 a(其平均數、中位數與眾數三者都落在此處),以及尺度參數 b(必須大於零,用來控制尾端衰減的快慢)。它常見於訊號處理、穩健統計、貝氏 LASSO 先驗分布,以及資料尾端比常態分布更厚(厚尾)的各種模型中。

中心帶有尖峰的對稱拉普拉斯機率密度曲線
拉普拉斯密度 \(f(x)\) 在位置 \(a\) 處形成尖峰,並向兩側指數衰減。

如何使用本計算器

先用 函數選擇 的選項按鈕決定要計算的量:機率密度 f、下累積機率 P(即 CDF),或上累積機率 Q。接著輸入位置參數 a 與一個正的尺度參數 b。然後用三個欄位定義 x 數列:x 起始值x 遞增量重複次數。各點依照 \(x_k = x_{\text{起始值}} + k \cdot x_{\text{遞增量}}\)(k 從 0 到 次數−1)產生。工具會在每個點計算所選函數的值,繪製折線圖,並在表格中列出每組 (x, 數值)。頁面上方顯示的主數值為第一個 x 所對應的函數值。

公式說明

密度函數為 $$f(x,a,b) = \frac{1}{2\,\text{b}}\, e^{-\frac{\left| x - \text{a} \right|}{\text{b}}}.$$ 絕對值使曲線以 a 為中心左右對稱。積分後可得 CDF:當 x < a 時,\(P = 0.5 \cdot e^{(x-a)/b}\);當 x ≥ a 時,\(P = 1 - 0.5 \cdot e^{-(x-a)/b}\)。上尾機率則為 \(Q = 1 - P\)。在峰值 x = a 處,會得到 \(f = \frac{1}{2b}\) 且 \(P = Q = 0.5\)。

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拉普拉斯密度曲線,左尾陰影區域表示下側累積機率
下側累積分布 \(P(x)\) 是左側的陰影面積,上側累積分布 \(Q(x)\) 是右側剩餘的面積。

範例演算

取 a = 0、b = 0.7,並在 x = 1 處計算:$$f = \frac{1}{1.4} \cdot e^{-1/0.7} = 0.714286 \times 0.239651 \approx 0.17118.$$ 由於 x ≥ a,故 \(P = 1 - 0.5 \cdot e^{-1.42857} = 0.88017\),\(Q = 0.11983\)。可以注意到 \(P + Q\) 恰好等於 1,這是個方便的自我檢查。

常見問題

為什麼 b 必須為正?密度函數要除以 2b,且指數中也用到 b;若 \(b \le 0\),函數便無定義,因此計算器會拒絕此類輸入。

Q 代表什麼?\(Q(x)\) 是隨機變數的值超過 x 的機率,也就是右尾機率(存活機率),等於 \(1 - P(x)\)。

最多可以繪製多少點?可使用任何不超過 1000 的正整數。預設值(起始 −5、遞增 0.1、共 101 點)所涵蓋的 x 範圍為 −5 到 +5。

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