什么是Poisson模型?
Poisson模型(又称泊松分布)是概率论中一种重要的离散概率分布,用于描述在固定时间或空间内某事件发生的次数,
前提是这些事件以已知的平均速率独立发生。
它由法国数学家西莫恩·德尼·泊松(Siméon Denis Poisson)于1837年提出,广泛应用于电信、交通、金融、生物、物理等领域。
数学定义与公式
若随机变量 $ X $ 服从参数为 $ \lambda $ 的泊松分布,记作 $ X \sim \text{Poisson}(\lambda) $ ,其概率质量函数为:
$ P(X = k) = \frac{\lambda^k e^{-\lambda}}{k!} \quad (k = 0, 1, 2, \dots) $
其中:
- $ \lambda > 0 $ :单位时间(或空间)内事件的平均发生次数
- $ e \approx 2.71828 $ :自然对数的底
- $ k! $ :k 的阶乘
关键性质
- 期望与方差相等: $ E[X] = \text{Var}(X) = \lambda $
- 可加性:若 $ X_1 \sim \text{Poisson}(\lambda_1) $ , $ X_2 \sim \text{Poisson}(\lambda_2) $ 且独立,则 $ X_1 + X_2 \sim \text{Poisson}(\lambda_1 + \lambda_2) $
- 稀有事件近似:当 $ n $ 很大、 $ p $ 很小、 $ np = \lambda $ 时,二项分布 $ B(n, p) $ 可用泊松分布近似
实际应用场景
- 电话呼叫中心:每小时接到的电话数量
- 网站访问量:每分钟的页面请求次数
- 放射性衰变:单位时间内检测到的粒子数
- 交通事故统计:某路段每天发生的事故次数
- 生物实验:显微镜视野中某种细胞的数量
在线计算工具
输入参数 $ \lambda $ (平均发生率)和 $ k $ (事件发生次数),计算 $ P(X = k) $ :