위키득계정 ↗
과학

와이블 분포

와이블 분포과학
영문명
Weibull distribution
모수
양의 형상 k와 양의 척도 λ
기본 범위
이동을 제외하면 비음수
특수한 경우
형상 k=1에서 지수분포
와이블 분포는 양의 형상 모수와 척도 모수로 비음수 값을 표현하는 연속확률분포다. 형상에 따라 분포와 위험률의 모양이 달라지며 수명이나 대기시간을 모형화하는 데 활용된다.

생존함수와 밀도

이동이 없는 기본 형태에서 x≥0의 생존함수는 S(x)=exp(−(x/λ)^k)다. 양의 x에서 밀도는 (k/λ)(x/λ)^(k−1)exp(−(x/λ)^k)로 표현된다. 형상 k와 척도 λ는 서로 다른 역할을 한다. λ는 분포를 늘리는 기준이며 일반적으로 평균이나 중앙값과 같지 않다.

척도의 의미를 계산한다

x=λ일 때 생존확률은 형상과 관계없이 exp(−1)로 약 0.368이다. 따라서 λ 이하의 누적확률은 약 0.632다. 예를 들어 λ=8이면 x=8에서 약 63.2%의 누적확률을 갖는다. 이는 모든 관측값이 8 근처라는 뜻이 아니며, 형상에 따라 그 전후에 값들이 퍼지는 모습은 달라진다.

위험률의 모양

위험률은 아직 사건이 발생하지 않았다는 조건에서의 순간적인 발생률이며 이 분포에서는 h(x)=(k/λ)(x/λ)^(k−1)이다. k=1이면 일정하고, k>1이면 x에 따라 증가하며, 0<k<1이면 감소한다. k=2, λ=8의 예에서 h(4)=0.125, h(8)=0.25다. 시간 단위가 있다면 위험률도 그 역수 단위를 가지므로 이 값을 곧바로 일정 기간의 발생 확률로 읽어서는 안 된다.

자료와 모형의 구분

같은 분포로 설명할 수 있는 자료라도 관측을 중단한 시점이나 사건을 아직 겪지 않은 대상의 정보가 중요할 수 있다. 그런 정보를 버리고 발생한 값만으로 맞추면 원래 문제와 다른 표본을 분석할 수 있다. 이동 모수가 포함됐는지와 척도의 단위를 확인하고, 형상 하나로 현실의 원인이나 개별 대상의 수명을 확정하지 않는다.

관련 문서

생존함수 / 위험률 / 지수분포 / 확률밀도함수 / 누적분포함수 / 일반화 극값 분포