![]() |
Home | Libraries | People | FAQ | More |
#include <boost/math/distributions/extreme.hpp>
template <class RealType = double, class Policy = policies::policy<> > class extreme_value_distribution; typedef extreme_value_distribution<> extreme_value; template <class RealType, class Policy> class extreme_value_distribution { public: typedef RealType value_type; extreme_value_distribution(RealType location = 0, RealType scale = 1); RealType scale()const; RealType location()const; };
存在多種極值分佈(extreme value distributions) :這個庫所實現的極值分佈是極大值的情況, 並且通常被稱為, Fisher-Tippett 分佈, log-Weibull 分佈或Gumbel 分佈。
極值理論對於評估高度少有的事件非常重要,例如100年一遇的洪水(100-year floods)。
更多的信息可以在NIST,維基百科(Wikipedia),數學世界(Mathworld),以及極值理論(Extreme value theory) 網站找到。
極值分佈類型之間的關係,這是其中之一,由極值分佈,理論和應用(Extreme Value Distributions, Theory and Applications) Samuel Kotz & Saralees Nadarajah說明。
極值分佈的PDF函數(概率分佈函數)如下:
f(x) = (1/scale) e-(x-location)/scale e-e-(x-location)/scale
在標準情況下 (scale = 1, location = 0) 簡化為:
f(x) = e-xe-e-x
下面的圖像顯示了PDF函數隨位置參數(location parameter)改變而發生的變化:
下面的圖像顯示了函數PDF隨尺度參數變化而發生的變化:
extreme_value_distribution(RealType location = 0, RealType scale = 1);
使用指定的位置參數(location parameter)和尺度參數(scale parameter)來構造一個極值分佈。
要求scale >
0, 否則調用定義域錯誤。
RealType location()const;
返回極值分佈的位置參數( location parameter)。
RealType scale()const;
返回極值分佈的尺度參數(scale parameter)。
支持所有的分佈都通用的 常見的非成員訪問函數 : 累積分佈函數(Cumulative Distribution Function),概率密度函數(Probability Density Function),分位點(Quantile), 故障率函數(Hazard Function), 累積危險函數(Cumulative Hazard Function), 均值(mean), 中位數(median), 眾數(mode), 方差(variance), 標準差(standard deviation), 偏斜(skewness), 峰態(kurtosis), 峰態超越(kurtosis_excess), 值域(range) 以及 支持(support)。
隨機變量的定義域: [-∞, +∞].
極值分佈使用標準庫函數exp 和 log 來實現,並且誤差率(error rates)很低。
在下面的表中:a 是位置參數( location parameter),b 是尺度參數( scale parameter),x 是隨機變量,p 是概率且 q = 1-p。
|
函數 |
實現註解 |
|---|---|
|
|
使用關係: pdf = exp((a-x)/b) * exp(-exp((a-x)/b)) / b |
|
cdf |
使用關係: p = exp(-exp((a-x)/b)) |
|
cdf 補集(complement) |
使用關係: q = -expm1(-exp((a-x)/b)) |
|
分位點(quantile) |
使用關係: a - log(-log(p)) * b |
|
補集(complement)的分位點(quantile) |
使用關係:a - log(-log1p(-q)) * b |
|
均值(mean) |
a + Euler-Mascheroni-constant * b |
|
標準差(standard deviation) |
pi * b / sqrt(6) |
|
眾數(mode) |
與位置參數( location parameter) a相同。 |
|
偏斜(skewness) |
12 * sqrt(6) * zeta(3) / pi3 |
|
峰態(kurtosis) |
27 / 5 |
|
峰態超越(kurtosis excess) |
kurtosis - 3 or 12 / 5 |