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P(X=k)=e−λλk/k!, k∈{0,1,2,...}
- λ is a "rate(속도)" parameter(모수), λ>0
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Valid : k=0∑∞k!e−λλk=e−λeλ=1 (Sum of prob. = 1)
- cf. ex=n=0∑∞n!xn (by Taylor series)
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E(X)=e−λk=0∑∞kλk/k!
=e−λk=1∑∞(k−1)!λk=λe−λk=1∑∞(k−1)!λk−1
=λe−λeλ=λ
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V(X)=λ, Variance is also λ!
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Often used for application where counting # of "successes" where there are a large # trials each with small prob. of success.
- 여러 번의 시행을 하지만, 성공 가능성이 거의 없는 확률을 찾고자 할 때 쓰임
(1) # emails in an hour.
(2) # chips in chocolate chip cookie.
(3) # earthquakes in a year in same region.
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Events A1,A2,...,An, P(Aj)=pj, n large, pj is small
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Events indep. or "weakly dependent" then # of Aj's that occur is approximate
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Pois(λ), λ=j=1∑npj
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X∼Bin(n,p), let n → ∞, p → 0, λ=np is held constant.
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Find what happens to P(X=k)=(nk)pk(1−p)n−k, k fixed.
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p=λ/n,
P(X=k)=k!n(n−1)...(n−k+1)(nλ)k(1−nλ)n−k
=k!nkn(n−1)...(n−k+1)λk(1−nλ)n(1−nλ)−k
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n → ∞,
k!n(n−1)...(n−k+1)λk→1, (1−nλ)−k→1
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(1+nx)n→ex as n → ∞
: 복리 계산 식이라 생각하면 쉬움
P(X=k) → k!λke−λ, Pois PMF at k.
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이항분포가 n → ∞, p → 0 조건을 가지면, 포아송 분포로 수렴함!
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ex.
길바닥에 빗방울이 떨어지는 횟수 또한 포아송 근사로 설명할 수 있다.
각 사각형에 빗방울이 떨어지는 사건은 이항분포이지만, 그 사건은 서로 독립이다.
빗방울은 많이 떨어지지만 한 사각형 안에 떨어질 확률은 작기 때문에, 포아송 분포로도 볼 수 있다.