Gaußsche Integralfunktion

Die Gauß Carl Friedrich Gauß, 1777-1855, deutscher Mathematiker sche Integralfunktion Φ(t)=tφ(x)dx=t12πe12x2dxΦ(t)=tφ(x)dx=t12πe12x2dx misst die linke Randfläche unter der Glockenkurve der Dichtefunktion φφ. ΦΦ ist also die zu φφ gehörende Verteilungsfunktion und Integralfunktion von φφ.

ΦΦ lässt sich nicht durch elementare Funktionen ausdrücken. Man kann sie jedoch mit Hilfe numerischer Methoden beliebig genau berechnen und tabellieren. Die Bestimmung von Wahrscheinlichkeiten mit Hilfe der Integralfunktion ΦΦ reduziert sich auf die Berechnung verschiedener Flächentypen:

ganze Fläche

F=Φ()=1F=Φ()=1 P(0Xn)P(0Xn)

linke Randfläche (t > 0)

F=Φ(t)F=Φ(t) P(Xk)P(Xk)

rechte Randfläche (t > 0)

F = 1 − Φ(t)

linke Randfläche (t < 0)

F = Φ(−t) = 1 − Φ(t)

Mittelfläche

F = Φ(t2) − Φ(t1)

symmetrische Mittelfläche

F = Φ(t) − Φ(−t) = 2 · Φ(t) − 1

Mit der Gaußschen Integralfunktion ΦΦ und den Ergebnissen der vorausgehenden Seite erhalten wir zusammenfassend:

Ist XX eine B(n;p)B(n;p)-verteilte Zufallsgröße mit μ=npμ=np und σ2=np(1p)σ2=np(1p), und ist k1,k2{0,1,,n}k1,k2{0,1,,n}, so gilt für große nn und beliebige pp die integrale Näherungsformel von de Moivre Abraham de Moivre (1667-1754), französicher Mathematiker - Laplace Pierre-Simon (Marquis de) Laplace (1749-1827), französischer Mathematiker und Astronom : P(k1Xk2)Φ(k2+0,5μσ)Φ(k10,5μσ)P(k1Xk2)Φ(k2+0,5μσ)Φ(k10,5μσ)

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