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과학

누적분포함수

누적분포함수과학
영문명
Cumulative distribution function
약칭
CDF
정의
F(x) = P(X ≤ x)
값의 범위
0 이상 1 이하
누적분포함수는 확률변수 X가 x 이하의 값을 가질 확률을 x에 대응시키는 함수다. F(x)=P(X≤x)로 정의하며 이산형과 연속형 분포를 모두 표현할 수 있다.

확률을 누적하기

공정한 주사위 눈을 X로 두면 F(3)=P(X≤3)=1/2다. F(3.5)도 1/2다. 주사위에 3과 4 사이의 눈은 없으므로 그 구간에서 누적확률이 증가하지 않는다. 이산분포에서는 특정 값에서 계단처럼 뛸 수 있다.

기본 성질

x가 커질수록 포함하는 결과가 늘어나므로 F는 감소하지 않는다. 왼쪽 끝으로 갈수록 0, 오른쪽 끝으로 갈수록 1에 가까워진다. 또한 오른쪽 연속이며 점에서의 점프 크기는 그 값에 배정된 확률을 나타낸다.

구간 확률

a<b이면 P(a<X≤b)=F(b)−F(a)다. 왼쪽 끝 a를 제외하는 것은 F(a)가 X=a의 확률까지 포함하기 때문이다. 이산분포에서는 끝점 포함 여부에 따라 값이 달라질 수 있다.

밀도와의 관계

확률밀도함수 f를 갖는 분포에서는 F(x)는 왼쪽 끝부터 x까지 f를 적분한 값이다. 적절한 점에서 F를 미분하면 f를 얻는다. 다만 누적분포함수는 항상 정의되지만 모든 분포가 일반적인 밀도함수를 갖는 것은 아니다.

관련 문서

확률변수 / 확률분포 / 확률밀도함수 / 확률질량함수 / 표준정규분포 / 적분 / 미분