68–95–99.7法則
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在統計上,68–95–99.7法則(68–95–99.7 rule)是在正態分佈中,距平均值小於一個標準差、二個標準差、三個標準差以內的百分比,更精確的數字是68.27%、95.45%及99.73%。若用數學用語表示,其算式如下,其中X為常態分布隨機變數的觀測值,μ為分佈的平均值,而σ為標準差:
在實驗科學中有對應正態分佈的三西格馬法則(three-sigma rule of thumb),是一個簡單的推論,內容是「幾乎所有」的值都在平均值正負三個標準差的範圍內,也就是在實驗上可以將99.7%的機率視為「幾乎一定」[1]。不過上述推論是否有效,會視探討領域中「顯著」的定義而定,在不同領域,「顯著」(significant)的定義也隨著不同,例如在社會科學中,若置信区间是在正負二個標準差(95%)的範圍,即可視為顯著。但是在粒子物理中,若是Template:Le新的粒子,置信区间要到正負五個標準差(99.99994%)的程度。
在不是正態分佈的情形下,也有另一個對應的三西格馬法則(three-sigma rule),即使是在非正態分佈的情形下,至少會有88.8%的機率會在正負三個標準差的範圍內,這是依照切比雪夫不等式的結果。若是單模分佈(unimodal distributions)下,正負三個標準差內的機率至少有95%,若一些符合特定條件的分佈,機率至少會到98%[2]。
數值表
由于正态分布含有指数项的特性,超出某个标准差范围的概率会随着该范围的扩大而大幅减小。假如某实验每天进行一次,则实验结果超出某标准差范围的频率可列为下表:
| 範圍 | 範圍內樣本的預期比例 | 範圍外樣本的預期比例(近似) | 若每天實驗一次,範圍外樣本的發生頻率 |
|---|---|---|---|
| Template:Nobr | Template:Gaps | 3/5 | 每週4-5次 |
| μ ± σ | Template:Gaps[3] | 1/3 | 每週2次 |
| μ ± 1.5σ | Template:Gaps | 2/15 | 每1週 |
| μ ± 2σ | Template:Gaps[4] | 1/22 | 每3週 |
| μ ± 2.5σ | Template:Gaps | 1/81 | 每3個月 |
| μ ± 3σ | Template:Gaps[5] | 1/370 | 每1年 |
| μ ± 3.5σ | Template:Gaps | 1/2149 | 每6年 |
| μ ± 4σ | Template:Gaps | 1/15787 | 每43年Template:Small |
| μ ± 4.5σ | Template:Gaps | 1/147160 | 每403年Template:Small |
| μ ± 5σ | Template:Gaps | 1/1744278 | 每Template:Val年Template:Small |
| μ ± 5.5σ | Template:Gaps | 1/26330254 | 每Template:Val年Template:Small |
| μ ± 6σ | Template:Gaps | 1/506797346 | 每138萬年Template:Small |
| μ ± 6.5σ | Template:Gaps | 1/12450197393 | 每3400萬年Template:Small |
| μ ± 7σ | Template:Gaps | 1/390682215445 | 每10.7億年Template:Small |
| μ ± Template:Mathσ | 每天 |
参考文献
参见
- ↑ 「三西格馬法則」的用法大約是在公元2000年代時出現,有刊載在Template:Cite book及Template:Cite book上
- ↑ See:
- ↑ Template:Cite OEIS
- ↑ Template:Cite OEIS
- ↑ Template:Cite OEIS