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输入计算

标准差必须大于 0

数学公式

Show calculation steps (2)
  1. Z-Score

    Z-Score: 正态分布计算器

    Number of standard deviations X is from the mean.

  2. Cumulative Probability (CDF)

    Cumulative Probability (CDF): 正态分布计算器

    Probability that a value is at most X.

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结果

概率密度函数(PDF)
0.121
累积分布函数(CDF)
0.8413
Z 分数
1
请输入均值(μ) 1
请输入标准差(σ) 2
请输入 X 值 3

正态分布计算器有什么用

正态分布(也叫高斯分布或钟形曲线)描述了许多自然现象和统计量的分布规律——比如身高、考试成绩、测量误差等,它们往往以平均值为中心对称分布。本计算器只需取曲线上的某一个点,就能一次性告诉你三个结果:该X值处的概率密度、到该点为止的累积概率,以及对应的Z分数。只要填入三个数据即可开始计算。

  • 均值(μ):分布的中心位置,也就是曲线的最高点所在。
  • 标准差(σ):数据的离散程度,数值越大分布越分散。该值必须大于 0。
  • X 值:你想要在分布上评估的具体数值点。
钟形正态分布曲线,值 x 左侧为阴影区域
钟形曲线下的阴影区域表示 X 小于某个选定值的概率。

背后的计算公式

概率密度函数(PDF)为:

f(x) = (1 / (σ√(2π))) · e^(−½((x−μ)/σ)²)

计算器会在你输入的 X 值处求出该 PDF 的值,再计算累积分布函数(CDF)——即从 −∞ 到 X 之间曲线下方的面积,也就是取值小于或等于 X 的概率,并用下面的公式得出 Z 分数:

  • z = (x − μ) / σ ——表示 X 距离均值有多少个标准差。

它还会在 μ ± 4σ 范围内绘制钟形曲线,让你一眼看清自己的 X 值落在哪个位置。

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按标准差分段的正态曲线,展示 68-95-99.7 法则
68-95-99.7 法则:大多数数值落在均值的一个、两个和三个标准差范围内。

实例演示

假设某次考试成绩的均值(μ)为 70,标准差(σ)为 10,你想评估 X 值为 85 的情况。

  • Z 分数:(85 − 70) / 10 = 1.5
  • PDF f(85):≈ 0.0130 ——即曲线在 85 处的高度。
  • CDF:≈ 0.9332 ——意味着约有 93.3% 的成绩不高于 85 分,因此大约 6.7% 的人考得更高。

由此可以立刻得知:85 分排在全班前 7% 之内。

常见问题

PDF 和 CDF 有什么区别?PDF 给出的是某一个精确点上的相对可能性(即曲线的高度),而 CDF 给出的是小于或等于 X 的所有取值的累积概率。如果你想求概率,通常要用 CDF。

为什么标准差必须大于 0?标准差为零意味着数据完全没有波动,会导致公式出现除以零的情况。只有当离散程度为正值时,分布才有意义。

如何求 X 值以上的概率?用 1 减去 CDF 即可。在上面的例子中,P(X > 85) = 1 − 0.9332 = 0.0668,约为 6.7%。

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