这里先给出混合高斯分布的PDF表达式:

$$f(x)=\sum_{i=1}^{k}w_i\frac{1}{\sqrt{2\pi}\sigma_i}\exp\left(-\frac{(x-\mu_i)^2}{2\sigma_i^2}\right)$$

其中,$k$为混合高斯分布的个数,$w_i$为第$i$个分布的权重,$\mu_i$和$\sigma_i$分别为第$i$个分布的均值和标准差。

根据题目中的条件,我们可以设定混合高斯分布的个数$k=2$,权重$w_1=w_2=0.5$,均值$\mu_1=0$,$\mu_2=0$,标准差$\sigma_1=2$,$\sigma_2=2\sqrt{2}$。

则混合高斯分布的PDF表达式为:

$$f(x)=0.5\cdot\frac{1}{\sqrt{2\pi}\cdot 2}\exp\left(-\frac{x^2}{8}\right)+0.5\cdot\frac{1}{\sqrt{2\pi}\cdot 2\sqrt{2}}\exp\left(-\frac{x^2}{16}\right)$$

下面我们来计算超过$3\sigma$的概率。

首先,我们需要计算混合高斯分布的标准差,记为$\sigma$。根据混合高斯分布的性质,有:

$$\sigma=\sqrt{0.5\sigma_1^2+0.5\sigma_2^2}=2.15$$

然后,我们需要计算混合高斯分布的平均值,记为$\mu$。根据混合高斯分布的性质,有:

$$\mu=0.5\mu_1+0.5\mu_2=0$$

接下来,我们需要计算超过$3\sigma$的概率,即$P(|x-\mu|>3\sigma)$。根据标准正态分布的性质,有:

$$P(|x-\mu|>3\sigma)\approx 0.0027$$

因此,当样本统计分析结果超过$3\sigma$时,出现误差的概率为$0.27%$


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