这个计算器能做什么
本工具用于求连续均匀分布的百分位数(也称分位数),该分布定义在从下界 \(a\) 到上界 \(b\) 的区间上。只要给定一个累积概率,它就能在区间内找到达到该概率所对应的取值 \(x\)。由于均匀分布把概率均匀地铺满整个 \([a, b]\) 区间,因此结果就是一次简单而精确的线性插值。
使用方法
先选择累积模式。如果你的概率表示 \(P(X \le x)\)(即左侧的面积),请选择下尾累积 P;如果表示 \(P(X \ge x)\)(即右侧的面积),请选择上尾累积 Q。然后输入一个介于 0 到 1 之间的概率值,再填入下界 \(a\) 和上界 \(b\),并满足 \(a \le b\)。计算器会返回百分位数 \(x\),以及它内部实际使用的下尾概率 \(p\)。
公式解析
对于定义在 \([a, b]\) 上的连续均匀分布,其累积分布函数为 \(F(x) = (x - a) / (b - a)\)。对其求逆即可得到分位数:
$$x = a + p \cdot (b - a)$$其中 \(p\) 为下尾概率。在下尾模式下,\(p\) 直接等于你输入的 \(P\);在上尾模式下,由于 \(Q = 1 - F(x)\),对应的下尾概率为 \(p = 1 - Q\)。结果始终落在 \(a\) 与 \(b\) 之间:\(p = 0\) 时 \(x = a\),\(p = 1\) 时 \(x = b\)。如果 \(a\) 等于 \(b\),则分布退化,此时对任意有效概率都有 \(x = a\)。
实例演示
下尾模式,\(P = 0.2\),\(a = 1\),\(b = 4\)。则 \(p = 0.2\),
$$x = 1 + 0.2 \cdot (4 - 1) = 1 + 0.6 = 1.6$$改用上尾模式且 \(Q = 0.2\) 时,\(p = 0.8\),\(x = 1 + 0.8 \cdot 3 = 3.4\);验证一下:\(P(X \ge 3.4) = (4 - 3.4)/3 = 0.2\),与要求一致。
常见问题
P 和 Q 有什么区别?\(P\) 是 \(x\) 左侧的面积(取值小于等于 \(x\) 的概率);\(Q\) 是 \(x\) 右侧的面积(取值大于等于 \(x\) 的概率)。两者之和为 1。
如果我的概率不在 0 到 1 之间怎么办?概率必须落在 \([0, 1]\) 范围内;超出该范围的值会在计算前被截断到最近的边界。
这个计算器适用于离散均匀分布吗?不适用。本计算器针对的是连续均匀分布;对于离散情形,分位数会在整数取值之间呈阶梯式跳跃。