如何證明兩個正態分佈的密度函式相乘還是乙個正態分佈的密度函式?

時間 2021-05-10 21:27:51

1樓:易夕

這個問題很容易啊,正態分佈的PDF表示式都是已知的,簡單推導一下就知道了啊。

兩個正態分佈的概率密度函式(PDF)分別為

二者相乘得到

可以看到, 可以看成乙個正態分佈 的PDF乘以縮放因子 的結果。其中,縮放因子 ,正態分佈的均值 ,正態分佈的方差 。

用MATLAB驗證一下。

首先,分別計算 和 的PDF函式,並繪製其函式影象。

mu1=1;

sigma1=2

;f=@(

x)normpdf(x

,mu1

,sigma1

);mu2=2

;sigma2=3

;g=@(

x)normpdf(x

,mu2

,sigma2

);fplot(f

,[-10,

10]);

hold

onfplot(g

,[-10,

10]);

然後,計算兩個PDF函式相乘後的函式,並繪製其函式影象。h=

@(x)f

(x).*

g(x);

fplot(h

,[-10,

10]);

從函式影象來看,新函式的形狀與正態分佈的PDF函式很相似

根據前述推導過程,驗證新函式是否與等價於正態分佈 的PDF乘以縮放因子 ,並觀察其函式形狀是否與 相同A=

exp(-(

mu1-

mu2)^2/(

2*sigma1^2+2

*sigma2^2))/

sqrt(2

*pi*(

sigma1^2

+sigma2^2

));mu0=(

mu1*

sigma2^2

+mu2

*sigma1^2)/

(sigma1^2

+sigma2^2

);sigma0=(

sigma1

*sigma2)/

sqrt

(sigma1^2

+sigma2^2

);hn=@(

x)A*

normpdf(x

,mu0

,sigma0

);fplot(hn

,[-10,

10]);

hn函式與h函式的影象重合

進一步地,我們可以進行數值計算,計算兩個函式的值的誤差。可以看到,當自變數為-100:0.

001:100時,函式差值的2範數很小,約為1.6456e-16。

說明,在誤差允許的範圍內,兩個函式是相等的。

norm(hn

(-100:

0.001

:100)-

h(-100

:0.001

:100

));% ans = 1.6456e-16

結論: 兩個分別服從 和 的正態分佈的概率密度函式相乘後,新函式等價於正態分佈 的概率密度函式乘以縮放因子 。其中,縮放因子 ,正態分佈的均值 ,正態分佈的方差 。

2樓:

各位,我來給自己添上乙個回答吧,這篇文章裡面有詳細的證明http://www.

tina-vision.net/docs/me

mos/2003-003.pdf

3樓:劉璐 alue

scaled 說明相乘之後的高斯分布不是真實的概率分布,因為積分結果不是1,但它是個固定的常數,因此並不影響kalman濾波的後續遞推。這是因為kalman濾波關心的是相對值,而不是絕對值。

4樓:wdker

gaussian pdf要求負無窮積分到無窮是1,是概率分布函式,這也是為什麼gaussian pdf前面係數又有sigma啦,有了根號二pi啦。

scaled gaussian pdf我感覺就是積分不一定是1,是gaussian pdf乘以某個常數。

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