Weiter: Poisson-Verteilung
Oben: Verteilungen
Zurück: Binomialverteilung
Die Normalverteilung kann als Grenzfall der Binomialverteilung angesehen werden, wenn die Anzahl Versuche gegen
unendlich geht und ist. Die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten einer Abweichung ist
|
(5.45) |
wobei negative und positive Abweichungen auftreten. Wir können die Binomialverteilung verwenden:
|
(5.46) |
Wir berechnen den Mittelwert. Mit
wird
|
(5.47) |
oder
|
(5.48) |
Die Varianz wird dann
|
(5.49) |
Für grosse ist es sinnvoll, die Verteilung auf die Varianz zu standardisieren
|
(5.50) |
Diese standardisierte Variable hat den Mittelwert 0 und die Varianz . Verwenden nun Histogramme, und
skalieren die Achse mit
erhalten wir
|
(5.51) |
Mit der Stirlingschen Formel
|
(5.52) |
wird
|
(5.53) |
Mit Hilfe der Rekursionsformel kann gezeigt werden, dass
|
(5.54) |
Für wird
Für
ergibt sich
|
(5.56) |
Daraus folgt
|
(5.57) |
Mit einer Normierung erhält man die standardisierte Gaussverteilung
|
(5.58) |
oder die allgemeine Gaussverteilung
|
(5.59) |
Die Gaussverteilung ist symmetrisch bezüglich des Mittelwertes , also sind alle ungradzahligen Momente den
Wert 0. Die gradzahligen Momente haben den Wert
|
(5.60) |
Damit wird zum Beispiel die Überhöhung
.
Viele Experimente ergeben eine gaussförmige Verteilung der Messwerte um einen Mittelwert. Zur Abschätzung von
Fehlergrenzen kann das Integral der Gaussverteilung, die Fehlerfunktion verwendet
werden.
|
(5.61) |
Für den speziellen Wert
wird
. Das heisst: bei normalverteilten
statistischen Abweichungen ist die Wahrscheinlichkeit , dass eine Messung einen Fehler innerhalb
liefert.
Next: Poisson-Verteilung
Up: Verteilungen
Previous: Binomialverteilung
Othmar Marti
Experimentelle Physik
Universiät Ulm