python均勻分布

A. 如何在python中實現這五類強大的概率分布

R編程語言已經成為統計分析中的事實標准。但在這篇文章中，我將告訴你在Python中實現統計學概念會是如此容易。我要使用Python實現一些離散和連續的概率分布。雖然我不會討論這些分布的數學細節，但我會以鏈接的方式給你一些學習這些統計學概念的好資料。在討論這些概率分布之前，我想簡單說說什麼是隨機變數（random variable）。隨機變數是對一次試驗結果的量化。

舉個例子，一個表示拋硬幣結果的隨機變數可以表示成

Python

1

2

X = {1 如果正面朝上,

2 如果反面朝上}

隨機變數是一個變數，它取值於一組可能的值（離散或連續的），並服從某種隨機性。隨機變數的每個可能取值的都與一個概率相關聯。隨機變數的所有可能取值和與之相關聯的概率就被稱為概率分布（probability distributrion）。

我鼓勵大家仔細研究一下scipy.stats模塊。

概率分布有兩種類型：離散（discrete）概率分布和連續（continuous）概率分布。

離散概率分布也稱為概率質量函數（probability mass function）。離散概率分布的例子有伯努利分布（Bernoulli distribution）、二項分布（binomial distribution）、泊松分布（Poisson distribution）和幾何分布（geometric distribution）等。

連續概率分布也稱為概率密度函數（probability density function），它們是具有連續取值（例如一條實線上的值）的函數。正態分布（normal distribution）、指數分布（exponential distribution）和β分布（beta distribution）等都屬於連續概率分布。

若想了解更多關於離散和連續隨機變數的知識，你可以觀看可汗學院關於概率分布的視頻。

二項分布（Binomial Distribution）

服從二項分布的隨機變數X表示在n個獨立的是/非試驗中成功的次數，其中每次試驗的成功概率為p。

E(X) =np, Var(X) =np(1−p)

如果你想知道每個函數的原理，你可以在IPython筆記本中使用help file命令。E(X)表示分布的期望或平均值。

鍵入stats.binom?了解二項分布函數binom的更多信息。

二項分布的例子：拋擲10次硬幣，恰好兩次正面朝上的概率是多少？

假設在該試驗中正面朝上的概率為0.3，這意味著平均來說，我們可以期待有3次是硬幣正面朝上的。我定義擲硬幣的所有可能結果為k = np.arange(0,11)：你可能觀測到0次正面朝上、1次正面朝上，一直到10次正面朝上。我使用stats.binom.pmf計算每次觀測的概率質量函數。它返回一個含有11個元素的列表（list），這些元素表示與每個觀測相關聯的概率值。

結語（Conclusion）

概率分布就像蓋房子的藍圖，而隨機變數是對試驗事件的總結。我建議你去看看哈佛大學數據科學課程的講座，Joe Blitzstein教授給了一份摘要，包含了你所需要了解的關於統計模型和分布的全部。

B. python random隨機數、numpy.random隨機數

在科研工作中，我們將分享Python和numpy.random模塊中隨機數的生成方法。以下是關於這兩者的詳細介紹。

Python中的random模塊用於生成各種類型的隨機數。首先導入random，然後可以使用random.random()生成0到1之間的浮點數，uniform(a, b)用於生成[a, b]范圍內的隨機數，而randint(a, b)則返回[a, b]范圍內的整數。random.randrange函數則可以從指定序列中隨機選取一個數，random.choice則從給定序列中隨機抽取一個元素。此外，random模塊還提供了shuffle和sample函數用於打亂列表和隨機切片。

numpy.random模塊在生成隨機數時提供更豐富的功能。導入numpy模塊後，可以使用rand(d0, d1, ..., dn)生成均勻分布的n維隨機數，randn則生成標准正態分布的隨機數。np.random.randint生成隨機整數，參數包括最小值、最大值、數據個數和數據類型。np.random.random生成0到1的隨機數，而choice函數則用於從給定數據集中進行隨機選擇。

總的來說，random和numpy.random模塊在科研工作中是生成隨機數的有力工具，適用於不同的應用場景。