Pythonの正規分布の累積分布関数(CDF)の逆数を計算するにはどうすればよいですか?
どのライブラリを使用する必要がありますか?おそらくシシー?
NORMSINV (コメントに記載)は、標準正規分布のCDFの逆です。 scipy
を使用すると、 scipy.stats.norm
オブジェクトのppf
メソッドでこれを計算できます。頭字語ppf
は %ポイント関数 を表し、これは 分位数関数 .
In [20]: from scipy.stats import norm
In [21]: norm.ppf(0.95)
Out[21]: 1.6448536269514722
CDFの逆であることを確認します。
In [34]: norm.cdf(norm.ppf(0.95))
Out[34]: 0.94999999999999996
デフォルトでは、norm.ppf
はmean = 0とstddev = 1を使用します。これは「標準」正規分布です。 loc
引数とscale
引数をそれぞれ指定することにより、異なる平均値と標準偏差を使用できます。
In [35]: norm.ppf(0.95, loc=10, scale=2)
Out[35]: 13.289707253902945
scipy.stats.norm
のソースコードを見ると、ppf
メソッドが最終的に scipy.special.ndtri
を呼び出していることがわかります。したがって、標準正規分布のCDFの逆数を計算するには、その関数を直接使用できます。
In [43]: from scipy.special import ndtri
In [44]: ndtri(0.95)
Out[44]: 1.6448536269514722
# given random variable X (house price) with population muy = 60, sigma = 40
import scipy as sc
import scipy.stats as sct
sc.version.full_version # 0.15.1
#a. Find P(X<50)
sct.norm.cdf(x=50,loc=60,scale=40) # 0.4012936743170763
#b. Find P(X>=50)
sct.norm.sf(x=50,loc=60,scale=40) # 0.5987063256829237
#c. Find P(60<=X<=80)
sct.norm.cdf(x=80,loc=60,scale=40) - sct.norm.cdf(x=60,loc=60,scale=40)
#d. how much top most 5% expensive house cost at least? or find x where P(X>=x) = 0.05
sct.norm.isf(q=0.05,loc=60,scale=40)
#e. how much top most 5% cheapest house cost at least? or find x where P(X<=x) = 0.05
sct.norm.ppf(q=0.05,loc=60,scale=40)
Python 3.8
以降、標準ライブラリは NormalDist
モジュールの一部として statistics
オブジェクトを提供します。
逆累積分布関数(inv_cdf
- cdf
)の逆で、分位関数としても知られていますまたはパーセント関数特定のmean(mu
)および標準偏差(sigma
):
from statistics import NormalDist
NormalDist(mu=10, sigma=2).inv_cdf(0.95)
# 13.289707253902943
これは、標準正規分布(mu = 0
およびsigma = 1
)で簡略化できます:
NormalDist().inv_cdf(0.95)
# 1.6448536269514715