通过MCP连接 →

输入计算

数学公式

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结果

Values at first grid point x = 0
0
概率密度 f(x)
Gamma distribution, shape a = 3, scale b = 1 · 101 points
x f(x) P(x) Q(x)
0 0 0 1
0.1 0.004524 0.000155 0.999845
0.2 0.016375 0.001148 0.998852
0.3 0.033337 0.003599 0.996401
0.4 0.053626 0.007926 0.992074
0.5 0.075816 0.014388 0.985612
0.6 0.098786 0.023115 0.976885
0.7 0.121663 0.034142 0.965858
0.8 0.143785 0.047423 0.952577
0.9 0.164661 0.062857 0.937143
1 0.18394 0.080301 0.919699
1.1 0.201387 0.099584 0.900416
1.2 0.21686 0.120513 0.879487
1.3 0.230289 0.142888 0.857112
1.4 0.241665 0.166502 0.833498
1.5 0.251021 0.191153 0.808847
1.6 0.258428 0.216642 0.783358
1.7 0.263978 0.242777 0.757223
1.8 0.267784 0.269379 0.730621
1.9 0.269971 0.29628 0.70372
2 0.270671 0.323324 0.676676
2.1 0.270016 0.350369 0.649631
2.2 0.268144 0.377286 0.622714
2.3 0.265185 0.403961 0.596039
2.4 0.261268 0.430291 0.569709
2.5 0.256516 0.456187 0.543813
2.6 0.251045 0.48157 0.51843
2.7 0.244964 0.506376 0.493624
2.8 0.238375 0.530546 0.469454
2.9 0.231373 0.554037 0.445963
3 0.224042 0.57681 0.42319
3.1 0.216461 0.598837 0.401163
3.2 0.208702 0.620096 0.379904
3.3 0.200829 0.640574 0.359426
3.4 0.192898 0.66026 0.33974
3.5 0.184959 0.679153 0.320847
3.6 0.177058 0.697253 0.302747
3.7 0.169233 0.714567 0.285433
3.8 0.161517 0.731103 0.268897
3.9 0.15394 0.746875 0.253125
4 0.146525 0.761897 0.238103
4.1 0.139293 0.776186 0.223814
4.2 0.132261 0.789762 0.210238
4.3 0.125441 0.802645 0.197355
4.4 0.118845 0.814858 0.185142
4.5 0.112479 0.826422 0.173578
4.6 0.106348 0.837361 0.162639
4.7 0.100457 0.8477 0.1523
4.8 0.094807 0.857461 0.142539
4.9 0.089396 0.866669 0.133331
5 0.084224 0.875348 0.124652
5.1 0.079288 0.883522 0.116478
5.2 0.074584 0.891213 0.108787
5.3 0.070107 0.898446 0.101554
5.4 0.065852 0.905242 0.094758
5.5 0.061812 0.911624 0.088376
5.6 0.057983 0.917612 0.082388
5.7 0.054355 0.923227 0.076773
5.8 0.050923 0.928489 0.071511
5.9 0.04768 0.933418 0.066582
6 0.044618 0.938031 0.061969
6.1 0.041729 0.942347 0.057653
6.2 0.039006 0.946382 0.053618
6.3 0.036441 0.950154 0.049846
6.4 0.034029 0.953676 0.046324
6.5 0.03176 0.956964 0.043036
6.6 0.029629 0.960032 0.039968
6.7 0.027628 0.962894 0.037106
6.8 0.02575 0.965562 0.034438
6.9 0.02399 0.968048 0.031952
7 0.022341 0.970364 0.029636
7.1 0.020797 0.97252 0.02748
7.2 0.019352 0.974526 0.025474
7.3 0.018 0.976393 0.023607
7.4 0.016736 0.978129 0.021871
7.5 0.015555 0.979743 0.020257
7.6 0.014453 0.981243 0.018757
7.7 0.013424 0.982636 0.017364
7.8 0.012464 0.98393 0.01607
7.9 0.011569 0.985131 0.014869
8 0.010735 0.986246 0.013754
8.1 0.009958 0.98728 0.01272
8.2 0.009234 0.988239 0.011761
8.3 0.00856 0.989129 0.010871
8.4 0.007933 0.989953 0.010047
8.5 0.00735 0.990717 0.009283
8.6 0.006808 0.991424 0.008576
8.7 0.006304 0.99208 0.00792
8.8 0.005836 0.992686 0.007314
8.9 0.005402 0.993248 0.006752
9 0.004998 0.993768 0.006232
9.1 0.004624 0.994249 0.005751
9.2 0.004276 0.994693 0.005307
9.3 0.003954 0.995105 0.004895
9.4 0.003655 0.995485 0.004515
9.5 0.003378 0.995836 0.004164
9.6 0.003121 0.996161 0.003839
9.7 0.002883 0.996461 0.003539
9.8 0.002663 0.996738 0.003262
9.9 0.002459 0.996994 0.003006
10 0.00227 0.997231 0.002769

这个计算器能做什么

伽马分布图形计算器会在一组 x 取值上逐点计算伽马分布,并在每个点返回三个相互关联的结果:概率密度 f(x)、下侧累积概率 P(x),以及上侧累积概率(生存函数)Q(x)。伽马分布是定义在 x > 0 上的连续分布,在可靠性工程、排队论模型、降雨量建模和贝叶斯统计中应用广泛。需要注意的是,本计算器采用尺度参数化方式(形状参数 a、尺度参数 b),而非速率参数化方式。

同一坐标轴上伽马分布的 PDF、CDF 和生存曲线
伽马分布的概率密度 f(x)、下累积 P(x) 和上累积 Q(x)。

需要输入的内容

  • 函数选择 —— 选择要计算的曲线:概率密度 f、下侧累积 P,或上侧累积 Q。
  • 形状参数 \(a\) —— 必须为正数,决定曲线的偏度和峰形。
  • 尺度参数 \(b\) —— 必须为正数,沿 x 轴拉伸分布(均值 \(= a\cdot b\))。
  • x 的初始值 —— 网格的起始点。
  • x 的步长(增量) —— 相邻 x 取值之间的间隔。
  • 重复次数(点数) —— 要生成的网格点数量(上限为 10,000)。

如果 \(a\) 或 \(b\) 为非正数,将被强制设为一个极小值;若步长 ≤ 0,则默认取 0.1;点数则会被限制在 1 到 10,000 之间。

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形状和尺度参数对伽马 PDF 形态的影响
形状参数 a 和尺度参数 b 如何改变伽马密度曲线。

计算公式

概率密度函数为:

$$f(x) = \frac{x^{\,a-1}\,e^{-x/b}}{b^{\,a}\,\Gamma(a)}$$

下侧累积概率 P(x) 即正则化不完全伽马函数 \(P(a, x/b)\):当 \(x/b < a+1\) 时通过级数展开计算,否则采用连分数法计算。上侧累积概率(生存函数)为 \(Q(x) = 1 - P(x)\)。伽马函数 \(\Gamma(a)\) 采用对数形式的 Lanczos 近似计算,以保证数值稳定性。

实例演示

假设 \(a = 2\),\(b = 1\),起始 \(x = 0\),步长 \(= 1\),共 4 个点(\(x = 0, 1, 2, 3\))。在 \(x = 2\) 处的概率密度为 $$f = \frac{2^{1}\cdot e^{-2}}{\Gamma(2)\cdot 1} = \frac{2\cdot 0.1353}{1} = 0.2707.$$ 在 \(x = 2\) 处的下侧累积概率为 \(P(2, 2) \approx 0.5940\),因此生存概率 \(Q(2) \approx 0.4060\)。每个网格点都会返回这三个值,可直接绘制成一条平滑曲线。

常见问题

用的是尺度参数还是速率参数? 本计算器使用尺度参数 \(b\)。如果你手中是速率 \(\lambda\),请令 \(b = 1/\lambda\)。

P 和 Q 有什么区别? \(P(x)\) 表示变量不超过 x 的概率(从左侧开始累积);\(Q(x) = 1 - P(x)\) 表示变量超过 x 的概率,通常称为生存函数。

为什么 a 和 b 必须为正数? 伽马分布只在形状和尺度均为正数时才有定义。为避免出错,非正数输入会被替换为接近零的值,但若想得到有意义的结果,仍应输入有效的正数。

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