什么是威布尔分布百分位数计算器?
这个工具用于计算双参数威布尔分布的百分位数(也称为分位数或逆 CDF)。只要给定形状参数 \(m\)、尺度参数 \(\eta\) 以及一个累积概率,它就会返回分布达到该概率时对应的数值 \(x\)。它是一款纯粹的统计计算工具,不涉及任何地区性规则,适用于世界各地。
威布尔分布简介
双参数威布尔分布包含一个形状参数 \(m\)(有时记作 \(k\) 或 \(\beta\))和一个尺度参数 \(\eta\)(有时记作 \(\alpha\) 或 \(\lambda\)),两者均必须严格为正,定义域为 \(x \ge 0\)。其下侧累积分布函数为 $$P = F(x) = 1 - \exp\left(-\left(\frac{x}{\eta}\right)^{m}\right)$$ 上侧(生存)概率为 $$Q = 1 - F(x) = \exp\left(-\left(\frac{x}{\eta}\right)^{m}\right)$$ 因此 \(P + Q = 1\)。
分位数公式
将 \(P = 1 - \exp\left(-\left(\frac{x}{\eta}\right)^{m}\right)\) 对 \(x\) 求解,即可得到逆 CDF:$$x = \eta\left(-\ln\left(1-P\right)\right)^{\frac{1}{m}}$$ 如果你输入的是上侧概率 \(Q\),计算器会先通过 \(P = 1 - Q\) 进行换算,等价地得到 $$x = \eta\left(-\ln\left(Q\right)\right)^{\frac{1}{m}}$$ 输出的 \(x\) 所带的单位与尺度参数所代表的单位一致(如小时、循环次数等)。
使用方法
输入形状参数 \(m\) 和尺度参数 \(\eta\)。选择你的概率值是下侧累积概率 \(P\) 还是上侧累积概率 \(Q\),然后输入一个严格位于 0 与 1 之间的概率值。计算结果即为百分位数 \(x\)。
计算示例
取 \(m = 2\),\(\eta = 1\),下侧概率 \(P = 0.5\):\(-\ln(1 - 0.5) = 0.693147\),而 \(0.693147^{\frac{1}{2}} = 0.832555\),因此 $$x = 1 \times 0.832555 = 0.83255$$ 这正是 Weibull(2, 1)(即瑞利分布)的中位数。
常见问题
如果我手里是可靠度(生存)概率怎么办?那就是上侧概率 \(Q\);选择"上侧累积概率 Q"并直接输入即可。
为什么概率必须严格位于 0 与 1 之间?当 \(P\) 趋近于 1 时,百分位数会趋向无穷大;而当 \(P = 0\) 时百分位数为 0;取到边界值或超出边界都会使对数无定义。
结果会是负数吗?不会。威布尔分布的定义域为 \(x \ge 0\),因此百分位数始终是非负值。