一、指数分布的意义
指数分布是指如果一个随机变量呈指数分布,当s,t≥0时有P(T>s+t|T>t)=P(T>s)。指数函数的一个重要特征是无记忆性(Memoryless Property,又称遗失记忆性)。
指数分布的作用
在概率论和统计学中,指数分布(Exponential distribution)是一种连续概率分布。指数分布可以用来表示独立随机事件发生的时间间隔,比如旅客进机场的时间间隔等。
许多电子产品的寿命分布一般服从指数分布。有的系统的寿命分布也可用指数分布来近似。它在可靠性研究中是最常用的一种分布形式。指数分布是伽玛分布和威布尔分布的特殊情况,产品的失效是偶然失效时,其寿命服从指数分布。
指数分布可以看作当威布尔分布中的形状系数等于1的特殊分布,指数分布的失效率是与时间t无关的常数,所以分布函数简单。
指数分布应用广泛,在日本的工业标准和美国军用标准中,半导体器件的抽验方案都是采用指数分布。此外,指数分布还用来描述大型复杂系统(如计算机)的平均故障间隔时间MTBF的失效分布。但是,由于指数分布具有缺乏“记忆”的特性.因而限制了它在机械可靠性研究中的应用,所谓缺乏“记忆”,是指某种产品或零件经过一段时间t0的工作后,仍然如同新的产品一样,不影响以后的工作寿命值,或者说,经过一段时间t0的工作之后,该产品的寿命分布与原来还未工作时的寿命分布相同,显然,指数分布的这种特性,与机械零件的疲劳、磨损、腐蚀、蠕变等损伤过程的实际情况是完全矛盾的,它违背了产品损伤累积和老化这一过程。所以,指数分布不能作为机械零件功能参数的分布形式。
二、指数分布e(x)什么意思
指数分布e(x)是期望值的意思。
比方说:如果你平均每个小时接到2次电话,那么你预期等待每一次电话的时间是半个小时。
这个期望值就是用e(x)来表示的。
一般的说,一个随机变量的函数的期望值并不等于这个随机变量的期望值的函数。
在一般情况下,两个随机变量的积的期望值不等于这两个随机变量的期望值的积。特殊情况是当这两个随机变量是相互独立的时候(也就是说一个随机变量的输出不会影响另一个随机变量的输出)。
在概率理论和统计学中,指数分布(也称为负指数分布)是描述泊松过程中的事件之间的时间的概率分布,即事件以恒定平均速率连续且独立地发生的过程。
这是伽马分布的一个特殊情况。 它是几何分布的连续模拟,它具有无记忆的关键性质。 除了用于分析泊松过程外,还可以在其他各种环境中找到。
指数分布与分布指数族的分类不同,后者是包含指数分布作为其成员之一的大类概率分布,也包括正态分布,二项分布,伽马分布,泊松分布等等。
指数函数的一个重要特征是无记忆性(Memoryless Property,又称遗失记忆性)。这表示如果一个随机变量呈指数分布,当s,t>0时有P(T>t+s|T>t)=P(T>s)。
即:如果T是某一元件的寿命,已知元件使用了t小时,它总共使用至少s+t小时的条件概率,与从开始使用时算起它使用至少s小时的概率相等。
三、什么是指数分布
什么是指数分布
指数分布是连续型随机变量的连续型概率分布的一种,它主要应用在随机事件之间发生的时间间隔的概率问题。前面讲述的泊松分布是描述某一区间内发生随机事件次数的概率分布,而指数分布是描述两次随机事件发生时间间隔的概率分布。
指数分布解决的是事件的时间间隔的概率问题。我们去餐厅吃饭时,经常会遇到排队取号等待用餐的问题,“前面还有多少桌呢?”、“我们还要等多长时间呢?”。其实这里就隐藏着指数分布问题:每桌客人用餐的间隔时间有多长。这个问题直接影响了顾客排队等候的时间。除此之外,以下常见的情况也属于指数分布的问题:
婴儿出生的时间间隔
来电的时间间隔
奶粉销售的时间间隔
网站访问的时间间隔
指数分布的概率密度函数
指数分布的概率密度函数如下:
指数分布的概率密度函数
其中,x是给定的时间;λ为单位时间事件发生的次数;e=2.71828。
指数分布概率密度曲线如下图:
指数分布的概率密度函数具有以下特征:
随机变量X的取值范围是从0到无穷;
极大值在x=0处,即f(x)=λ;
函数为右偏,且随着x的增大,曲线稳步递减;
随机变量的期望值和方差为µ=1/λ,σ2=1/λ2。
指数分布求概率
指数分布求概率的计算公式如下:
指数分布求概率
例子:某冰箱生产厂的冰箱平均10年出现大的故障,且故障发生的次数服从泊松分布,求:
(1)该冰箱使用15年后还没有出现大故障的比例;
(2)如果厂家想提供大故障免费维修的质量担保,但不能超过全部产量的20%,试确定提供担保的年数。
解:
(1)设X为冰箱出现大故障的时间。已知µ=10年,则λ=1/µ=0.1,于是,
则15年后,没有出现大故障的冰箱约占22.3%。
(2)问题要求比例不超过20%,这是求X的右侧概率面积,现在根据公式确定适当的X值。
从表中可以看到:担保2年时,出现大故障的比例是18.1%,不超过20%。担保3年时,出现大故障的比例为25.9%,已经超过20%。所以,厂家应以2年为担保期。

