Normálne rozdelenie (iné názvy: Gaussovo rozdelenie, normálne rozdelenie pravdepodobnosti, Gaussovo rozdelenie pravdepodobnosti) je jedno z najdôležitejších rozdelení pravdepodobnosti spojitej náhodnej veličiny.

Týmto rozdelením pravdepodobnosti sa síce neriadi veľké množstvo veličín, ale jeho význam spočíva v tom, že za určitých podmienok dobre aproximuje rad iných pravdepodobnostných rozdelení (spojitých aj diskrétnych).

V súvislosti s normálnym rozdelením sa často spomínajú náhodné chyby, napr. chyby merania, spôsobené veľkým počtom neznámych a vzájomne nezávislých príčin. Preto sa normálne rozdelenie označuje aj ako zákon chýb. Podľa tohoto zákona sa riadi aj rozdelenie niektorých fyzikálnych a technických veličín.

Rozdelenie pravdepodobnosti

Hustota normálneho rozdelenia pravdepodobnosti

Normálne rozdelenie pravdepodobnosti s parametrami ${\displaystyle \mu }$ a ${\displaystyle \sigma ^{2}}$, pre ${\displaystyle -\infty <\mu <\infty }$ a ${\displaystyle \sigma ^{2}>0}$, je pre ${\displaystyle -\infty <x<\infty }$ definované hustotou pravdepodobnosti v tvare

${\displaystyle f(x)={\frac {1}{\sigma {\sqrt {2\pi }}}}\mathrm {e} ^{-{\frac {{(x-\mu )}^{2}}{2\sigma ^{2}}}}}$.

Normálne rozdelenie sa väčšinou značí ${\displaystyle \operatorname {N} (\mu ,\sigma ^{2})}$. Rozdelenie ${\displaystyle \operatorname {N} (0,1)}$ býva označované ako normované (alebo štandardizované) normálne rozdelenie. Normované normálne rozdelenie má teda hustotu pravdepodobnosti

${\displaystyle f(x)={\frac {1}{\sqrt {2\pi }}}\mathrm {e} ^{-{\frac {x^{2}}{2}}}}$

Charakteristiky rozdelenia

Stredná hodnota normálneho rozdelenia je

${\displaystyle \operatorname {E} (X)=\mu }$

Normálne rozdelenie má rozptyl

${\displaystyle \operatorname {D} (X)=\sigma ^{2}}$

Pre medián dostaneme

${\displaystyle x_{0,5}=\mu }$

Koeficienty šikmosti a špicatosti normálneho rozdelenia sú:

${\displaystyle \gamma _{1}=0}$

${\displaystyle \gamma _{2}=1}$

Momentovou vytvárajúcou funkciou normálneho rozdelenia možno zapísať v tvare

${\displaystyle m(z)=\mathrm {e} ^{z\mu +{\frac {z^{2}\sigma ^{2}}{2}}}}$

Pre prirodzené čísla ${\displaystyle k}$ možno momenty písať ako

${\displaystyle \mu _{2k-1}=0}$

${\displaystyle \mu _{2k}={\frac {(2k)!}{k!2^{k}}}\sigma ^{2k}}$

Distribučná funkcia

Distribučná funkcia normálneho rozdelenia je

${\displaystyle F(x)=\int _{-\infty }^{x}{\frac {1}{\sigma {\sqrt {2\pi }}}}\mathrm {e} ^{-{\frac {{(t-\mu )}^{2}}{2\sigma ^{2}}}}\;\mathrm {d} t}$

Distribučnú funkciu normálneho rozdelenia nemožno vyjádriť elementárnymi funkciami.

Viacrozmerné rozdelenie

Keď máme ${\displaystyle s}$-rozmerný náhodný vektor ${\displaystyle X}$, ktorého združená hustota pravdepodobnosti má tvar

${\displaystyle f(x_{1},x_{2},...,x_{s})={\frac {1}{\sqrt {{(2\pi )}^{s}{\left|\mathbf {C} \right|}}}}\mathrm {e} ^{-{\frac {1}{2}}{\left(\mathbf {x} -\mathbf {\mu } \right)}^{T}\mathbf {C} ^{-1}{\left(\mathbf {x} -\mathbf {\mu } \right)}}}$

pre ${\displaystyle -\infty <x_{i}<\infty }$, ${\displaystyle i=1,2,...,s}$, kde ${\displaystyle \mathbf {C} }$ je symetrická, pozitivne definitná matica a ${\displaystyle \mathbf {x} ={(x_{1},x_{2},...,x_{s})}^{T}}$ a ${\displaystyle \mathrm{\mu <!--\; \mu \; -->}={({\mathrm{\mu <!--\; \mu \; -->}}_1,}^{}}$Zdroj:
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.