# Student t 分布

# 概述


学生 t 分布是一个单参数曲线族。 当总体标准差未知时,此分布通常用于检验有关总体均值的假设。

统计工具箱提供了多种处理学生 t 分布的方法。

  • 具有指定分布参数的分布特定函数(tcdftinvtpdftrndtstat)。 特定于分布的函数可以接受多个学生 t 分布的参数。
  • 使用具有指定分布名称 ("TDist") 和参数的通用分布函数(cdfquantilepdfrandom)。

# 参数

学生 t 分布使用以下参数。

参数 描述 帮助
nu() 自由度

# 概率密度函数

学生 t 分布的 pdf 为

其中 是自由度,Γ( · ) 是 Gamma 函数。 结果 y 是从具有 个自由度的学生 t 分布中观察到特定 x 值的概率。

有关示例,请参阅计算和绘制学生 t 分布 pdf。

# 累积分布函数

学生 t 分布的 cdf 为

其中 是自由度,Γ( · ) 是 Gamma 函数。 结果 p 是来自具有 个自由度的 t 分布的单个观测值落入区间 [–∞, x] 的概率。

有关示例,请参阅计算和绘制学生 t 分布 cdf

# 逆累积分布函数

学生 t 分布cdf 的逆函数定义为

是自由度,Γ( · ) 是 Gamma 函数。 结果 是您提供概率 的积分方程的解。

有关示例,请参阅计算学生 t 分布 icdf

# 描述性统计量

对于自由度 大于 1,学生 t 分布的平均值为 = 0。如果 等于 1,则平均值未定义。

学生 t 分布的方差为 对于自由度 大于 2。如果 小于或等于 2,则方差未定义。

# 示例

# 计算和绘制学生 t 分布 pdf

计算自由度等于 5、10 和 50 的学生 t 分布的 pdf。

using TyPlot
using TyStatistics
x = -5:.1:5;
y1 = tpdf(x,5);
y2 = tpdf(x,10);
y3 = tpdf(x,50);

在同一轴上绘制所有三个选项 nu 的 pdf。

figure();
plot(x,y1,color="black","-")
hold("on")
plot(x,y2,color="red","-.")
plot(x,y3,color="blue","--")
xlabel("Observation")
ylabel("Probability Density")
legend(["nu = 5","nu = 10","nu = 50"])
hold("off")

# 计算和绘制学生 t 分布 cdf

计算自由度等于 5、10 和 50 的学生 t 分布的 cdf。

using TyPlot
using TyStatistics
x = -5:.1:5;
y1 = tcdf(x,5);
y2 = tcdf(x,10);
y3 = tcdf(x,50);

在同一轴上绘制所有三个 nu 选项的 cdf。

figure();
plot(x,y1,color="black","-")
hold("on")
plot(x,y2,color="red","-.")
plot(x,y3,color="blue","--")
xlabel("Observation")
ylabel("Cumulative Probability")
legend(["nu = 5","nu = 10","nu = 50"])
hold("off")

# 计算 t 分布逆累积分布函数

找到自由度为 50 的学生 t 分布的第 95 个百分位数。

using TyStatistics
p = .95;   
nu = 50;   
x = tinv(p,nu)
x = 1.675905025163097

# 比较学生 t 和正态分布 pdf

学生 t 分布是一系列曲线,取决于单个参数 (自由度)。 随着自由度 接近无穷大,t 分布接近标准正态分布。

计算参数为 nu = 5 的学生 t 分布和参数为 nu = 15 的学生 t 分布的 pdf。

using TyPlot
using TyStatistics
x = -5:0.1:5;
y1 = tpdf(x,5);
y2 = tpdf(x,15);

计算标准正态分布的 pdf。

z = normpdf.(x,0,1);

在同一图上绘制学生的 t pdf 和标准正态 pdf。

plot(x,y1,"-.",x,y2,"--",x,z,"-")
legend(["Student''s t Distribution with ν=5", "Student''s t Distribution with ν=15","Standard Normal Distribution"],loc="best")
xlabel("Observation")
ylabel("Probability Density")
title("Student''s t and Standard Normal pdfs")

标准正态 pdf 的尾部比学生的 t pdf 短。

# 另请参阅

tcdf | tpdf | tinv | tstat | trnd | ttest | ttest2