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输入计算

数学公式

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结果

Probability density f(x) at the initial x
0.001127
数列中第一个 x 处的取值
位置 a 0
尺度 b 0.7
均值(= a) 0
方差(π²/3 × b²) 1.612035
生成的点数 101
x
-5 0.001127
-4.9 0.0013
-4.8 0.0015
-4.7 0.001729
-4.6 0.001994
-4.5 0.002299
-4.4 0.002651
-4.3 0.003057
-4.2 0.003524
-4.1 0.004062
-4 0.004681
-3.9 0.005395
-3.8 0.006216
-3.7 0.007161
-3.6 0.008248
-3.5 0.009497
-3.4 0.010933
-3.3 0.012582
-3.2 0.014475
-3.1 0.016645
-3 0.019132
-2.9 0.021979
-2.8 0.025232
-2.7 0.028947
-2.6 0.033181
-2.5 0.037998
-2.4 0.043468
-2.3 0.049663
-2.2 0.05666
-2.1 0.064538
-2 0.073376
-1.9 0.08325
-1.8 0.094227
-1.7 0.106365
-1.6 0.119702
-1.5 0.134251
-1.4 0.149991
-1.3 0.166859
-1.2 0.184742
-1.1 0.203463
-1 0.222783
-0.9 0.242389
-0.8 0.261901
-0.7 0.280874
-0.6 0.298815
-0.5 0.3152
-0.4 0.329505
-0.3 0.341233
-0.2 0.349952
-0.1 0.355327
0 0.357143
0.1 0.355327
0.2 0.349952
0.3 0.341233
0.4 0.329505
0.5 0.3152
0.6 0.298815
0.7 0.280874
0.8 0.261901
0.9 0.242389
1 0.222783
1.1 0.203463
1.2 0.184742
1.3 0.166859
1.4 0.149991
1.5 0.134251
1.6 0.119702
1.7 0.106365
1.8 0.094227
1.9 0.08325
2 0.073376
2.1 0.064538
2.2 0.05666
2.3 0.049663
2.4 0.043468
2.5 0.037998
2.6 0.033181
2.7 0.028947
2.8 0.025232
2.9 0.021979
3 0.019132
3.1 0.016645
3.2 0.014475
3.3 0.012582
3.4 0.010933
3.5 0.009497
3.6 0.008248
3.7 0.007161
3.8 0.006216
3.9 0.005395
4 0.004681
4.1 0.004062
4.2 0.003524
4.3 0.003057
4.4 0.002651
4.5 0.002299
4.6 0.001994
4.7 0.001729
4.8 0.0015
4.9 0.0013
5 0.001127

什么是逻辑斯蒂分布?

逻辑斯蒂分布(Logistic distribution)是一种连续型概率分布,形状与正态分布相似,但尾部更厚。它由位置参数 a(同时等于其均值与中位数)和尺度参数 b > 0 共同确定。它的累积分布函数正是我们熟悉的 logistic(S 形)函数,因此该分布在逻辑回归、增长模型和机器学习中随处可见。本计算器只涉及纯数学计算,在任何地区都完全一致,不包含任何与特定国家相关的假设。

关于位置 a 对称的钟形逻辑斯谛概率密度曲线
逻辑斯谛 PDF 是以位置参数 a 为中心的对称钟形曲线。

如何使用本计算器

首先选择要计算的函数:概率密度 f、下侧累积概率 P(即 CDF)或上侧累积概率 Q(即生存函数)。然后输入位置参数 a 和尺度参数 b。接着设定 x 的取值网格:起始 x、步长以及点数。计算器会按 \(x_i = \text{startX} + i\cdot\text{stepX}\)(\(i = 0..\text{points}-1\))生成各个 x 值,在每个点上计算所选函数,给出第一个 x 处的主要结果,列出整列数值,并绘制折线图。

公式详解

令标准化变量 \(z = (x - a)/b\),并记 \(E = e^{-z}\)。密度函数为 $$f = \frac{1}{b}\cdot\frac{E}{(1+E)^{2}}$$ 若记 S 形函数 \(\sigma = 1/(1+E)\),则该式等于 \(\sigma(1-\sigma)/b\)。下侧 CDF 即 $$P = \sigma = \frac{1}{1+e^{-z}}$$ 从 0 到 1 单调递增;上侧(生存)函数为 \(Q = 1 - P\)。为避免数值溢出,当 \(z \geq 0\) 时按 \(1/(1+e^{-z})\) 计算 S 形函数,当 \(z < 0\) 时按 \(e^{z}/(1+e^{z})\) 计算。

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显示逻辑斯谛 PDF、CDF 和生存函数的三条曲线
相同参数下的 PDF(尖峰曲线)、CDF(上升 S 形曲线)和生存函数(下降 S 形曲线)。

计算实例

取 \(a = 0\)、\(b = 0.7\),在 \(x = 0.7\) 处求值。此时 \(z = 1\),\(E = e^{-1} = 0.367879\)。密度 $$f = \frac{1}{0.7}\cdot\frac{0.367879}{(1.367879)^{2}} \approx 0.28087$$ 下侧 CDF:$$P = \frac{1}{1.367879} \approx 0.73106$$ 上侧 CDF:$$Q = 1 - 0.73106 \approx 0.26894$$ 在中位数 \(x = a = 0\) 处,密度达到峰值 \(1/(4b) = 0.35714\),且 \(P = Q = 0.5\)。

常见问题

如果 b 为零或负数会怎样?此时分布没有定义;计算器要求 \(b > 0\),否则会返回错误提示。

均值和方差分别是多少?均值(也是中位数)等于 \(a\),方差为 \((\pi^{2}/3)\cdot b^{2}\)。

可以使用递减的网格吗?可以——步长取负值会让 x 逐点递减,而步长取 0 则会在起始 x 处重复求值每个点。

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