我:
排列組合與機率計算(十八) Excel中NORM.DIST函數使用 。成績低,題太難;應簡化。壞品多,查機器。風險高,慎投資。血壓異,需關注。高消費,促銷誘。
一、教育領域:學生考試成績分佈
🙋實際意義:
教師可據此調整題目難易度,若高分人數過少,可能需降低考試難度🤗。
未學統計前(情感分析):分數這麼低,連我也開始懷疑自己。
學了統計後(科學分析):若高分者稀少,代表出題過難,應顧及學生學習公平。
學了統計後(科學分析):老師宜依成績調整題目難度,促進有效教學。
二、生產管理:產品質量控制
🤷預期不良品數量:
10,000×0.0456=456 顆10,000×0.0456=456顆
🙋實際意義:
若不良率超過5%,工廠需檢查機器精度或調整製程參數🤗。
未學統計前(情感分析):看著一堆壞品,只覺得浪費可惜。
學了統計後(科學分析):品質不穩,影響客戶信任與公司聲譽。
學了統計後(科學分析):壞品達四百,應即檢查機械是否失誤。
三、金融投資:股票報酬率風險評估
🙋實際意義:
投資人可根據風險承受度(如虧損機率)決定是否投資🤗。
未學統計前(情感分析):虧損的風險太大,令人卻步。
學了統計後(科學分析):盲目投資非負責態度,應以審慎為本。
學了統計後(科學分析):若風險過高,應暫緩投資,靜觀其變。
四、醫療領域:血壓正常範圍評估
🙋實際意義:
醫療機構可據此制定健康標準,例如關注血壓低於60或高於100的族群🤗。
未學統計前(情感分析):脈象異常讓人不安。
學了統計後(科學分析):醫者責在察微病於早期,勿輕忽症兆。
學了統計後(科學分析):血壓若低於六十或高於百,當即詳診原因。
五、零售業:顧客消費金額預測
🙋實際意義:
商店可針對高消費客群(>700元)設計促銷活動🤗。
未學統計前(情感分析):顧客買得多,讓人期待再訪。
學了統計後(科學分析):顧客價值應被尊重,而非僅視為利潤來源。
學了統計後(科學分析):若單筆消費超七百,可推優惠強化回購。
常態分佈Excele使用函數'=NORM.DIST(x,0,1,cumulative =1or0)。
§ 如果 mean = 0,standard_dev = 1,且 cumulative = TRUE,則 NORM.DIST 會傳回標準常態分配 NORM.S.DIST。
§ 常態密度函數的方程式 (cumulative = 0) 為:F(χ; μ, σ) = [ 1 / (σ (2 π)^1/2) ] exp{ -1[(χ-μ)^2] / 2σ^2}:常態分布期間的機率質量函數(C=0)恰好等於x。
§ 當 cumulative = 1 時,公式即為從-∞無限大的負數到給定公式 x 的整數。
評估x的機率分布面積,數軸左半負值是0.5,數值右半正值是0.5。
當x-μ/σ=Z為負值,以Z=-2=0.0228。機率分布面積最左側僅有一小段1σ表示在x以下是0.0228的機率。
當x-μ/σ=Z為負值,以Z=-2=0.0228。表示在x以上是機率分布面積右側3σ+2σ=1-0.0228=0.9772的機率。
當x-μ/σ=Z為正值,以Z=+2=0.9772。機率分布面積最右側僅有一小段1σ表示在x以上是1-(0.9772)=0.0228的機率。
當x-μ/σ=Z為正值,以Z=+2=0.9772。表示在x以下是機率分布面積左側3σ+2σ=0.9772的機率。
評估介於兩個x之間的機率分布面積
整個曲線面積1減去x右側以上,x左側以下面積。
評估不介於兩個x之間的機率分布面積
x右側以上面積加上x左側以下面積。
平均智商=110,標準差=10。評估x=123時,從-∞到z涵蓋90.23%機率,從+∞到z涵蓋9.68%機率。
平均智商=110, |
=NORM.DIST |
Z |
1-x |
給予評估數值(x) |
123 |
1.3 |
9.68% |
給予(母平均值)μ=0 |
110 |
|
|
給予(母標準差)σ=1 |
10 |
|
|
常態分布期間的累加分配函數(C=1) |
0.903200 |
從-∞到z |
從+∞到z |
常態分布期間的機率質量函數(C=0)恰好等於x |
0.017137 |
|
|
平均智商=110,標準差=10。評估x=?時。
x |
x-μ/σ=Z |
=NORM.DIST |
x(ε是 Ф(u) - ∞ 到 x時, |
1-x |
=NORM.DIST |
86 |
-2.4 |
0.0082 |
0.82% |
99.18% |
0.0022 |
89 |
-2.1 |
0.0179 |
1.79% |
98.21% |
0.0044 |
92 |
-1.8 |
0.0359 |
3.59% |
96.41% |
0.0079 |
95 |
-1.5 |
0.0668 |
6.68% |
93.32% |
0.0130 |
98 |
-1.2 |
0.1151 |
11.51% |
88.49% |
0.0194 |
101 |
-0.9 |
0.1841 |
18.41% |
81.59% |
0.0266 |
104 |
-0.6 |
0.2743 |
27.43% |
72.57% |
0.0333 |
107 |
-0.3 |
0.3821 |
38.21% |
61.79% |
0.0381 |
110 |
0 |
0.5000 |
50.00% |
50.00% |
0.0399 |
113 |
0.3 |
0.6179 |
61.79% |
38.21% |
0.0381 |
116 |
0.6 |
0.7257 |
72.57% |
27.43% |
0.0333 |
119 |
0.9 |
0.8159 |
81.59% |
18.41% |
0.0266 |
122 |
1.2 |
0.8849 |
88.49% |
11.51% |
0.0194 |
125 |
1.5 |
0.9332 |
93.32% |
6.68% |
0.0130 |
128 |
1.8 |
0.9641 |
96.41% |
3.59% |
0.0079 |
131 |
2.1 |
0.9821 |
98.21% |
1.79% |
0.0044 |
134 |
2.4 |
0.9918 |
99.18% |
0.82% |
0.0022 |
Deepseek:
Excel中NORM.DIST函數使用詳解
嗯,好,我先來看看這位使用者提供的資料,內容是關於 Excel 裡 NORM.DIST 這個函數的用法,還有一些跟「常態分布」有關的例子。
看起來,他可能是在學怎麼用這個函數來算機率,像是智商評估這類的東西。
他舉了一個例子:
x 是 123,平均值是 110,標準差是 10,他想知道這樣的累積機率是多少,還問對應的 Z 值和左右兩邊的機率。
我們來算算:Z 值就是 (123 - 110) ÷ 10 = 1.3。
這時候累積機率(用 NORM.DIST 函數)就是 Z = 1.3 時的值,差不多是 0.9032,也就是有 90.32% 的人智商比 123 低。
那右邊剩下的機率就是 1 - 0.9032 = 0.0968,換句話說,有 9.68% 的人智商比 123 高。這樣的算式是對的,因為查表 Z=1.3 對應的確實是 0.9032。
接著,他還列了一張表格,裡面放了好幾個 x 值,對應的 Z 值、累積機率、剩下的機率(也就是 1-累積機率)和機率密度(PDF)的值。
比方說:x = 86,Z 值就是 (86-110) ÷ 10 = -2.4。累積機率是 0.0082,也就是只有 0.82% 的人智商比 86 更低;右邊的機率就是 99.18%。
再來看看機率密度的值,他說是 0.0022,我們也來驗算一下。PDF 的公式其實是:
(1 ÷ (σ × √2π)) × exp(-((x - μ)² ÷ 2σ²))
代進去:σ 是 10,x - μ 是 -24,算出來的確差不多是 0.0022,這也沒錯。
從這些例子看起來,這位使用者的計算基本上是對的。他應該是想確認自己有沒有正確使用 NORM.DIST,也可能想知道怎麼用這些結果來解釋實際問題。
他還提到:當 Z 是負的時候,比如 Z = -2,累積機率就是 0.0228,意思是只有 2.28% 的數值比它小。那比它大的就是 1 - 0.0228 = 0.9772,也就是 97.72%。這也正確;Z = 2 的時候剛好反過來。
如果想知道兩個 x 值之間的機率,他提到可以用「大的累積機率 - 小的累積機率」來算。這想法也沒錯。
例如,如果想知道 IQ 在 90 到 120 之間有多少人,就用:
NORM.DIST(120,110,10,TRUE) - NORM.DIST(90,110,10,TRUE)
這樣就能算出落在這段範圍裡的比例。
他還舉了一個例子:
x = 122,Z = 1.2,累積機率是 0.8849,意思就是有 88.49% 的人智商比 122 低。那另外 11.51% 就是比這個高的。
而 PDF 的值是 0.0194,代表這個點附近的密度,不是實際機率,因為在連續分布裡,一個點的機率是零。
使用者也想知道:如果已經知道某個機率,能不能反推回對應的 x 值?可以,這就要用 NORM.INV 函數。舉個例子:
NORM.INV(0.95,110,10)
這意思是:找到累積機率是 0.95 的 x 值,大概是 110 + 10×1.6449 = 126.45。所以,智商大約 126.45 就代表前 5% 的人。
他最後還提到一些數值的檢查,比如 x = 101,Z = -0.9,累積機率是 0.1841。這也是對的,查表就可以確認。
以下是關於使用Excel的NORM.DIST函數及常態分佈的詳細解析:
一、NORM.DIST函數基礎
- 語法
=NORM.DIST(x, μ, σ, cumulative)
x
:要評估的數值。μ
:平均值(均值)。σ
:標準差(需大於0)。cumulative
:1 (TRUE)
:計算從負無窮到x的累積機率(CDF)。0 (FALSE)
:計算x點的概率密度(PDF)。
- 標準常態分佈特例
若μ=0
,σ=1
,且cumulative=TRUE
,則NORM.DIST(x,0,1,1)
等效於NORM.S.DIST(x,1)
。
二、關鍵公式與應用
1. Z值計算
標準化公式:
- 範例:當智商平均值
μ=110
,標準差σ=10
,x=123時:
2. 累積分佈函數(CDF)
- 公式:
- 解讀:
- 當Z=1.3時,CDF值為0.9032,表示90.32%的機率分佈在x≤123(左側)。
- 右側機率:
1 - 0.9032 = 0.0968
(即9.68%)。
3. 概率密度函數(PDF)
- 公式:
- 範例:x=123時,PDF值為0.0171,表示該點的相對可能性密度(非實際機率)。
三、數值驗證與表格解析
以下驗證用戶提供的智商分佈表格(節選):
x |
Z值 |
CDF(累積機率) |
左側機率 |
右側機率 |
PDF(密度) |
---|---|---|---|---|---|
86 |
-2.4 |
0.0082 |
0.82% |
99.18% |
0.0022 |
110 |
0 |
0.5000 |
50.00% |
50.00% |
0.0399 |
123 |
1.3 |
0.9032 |
90.32% |
9.68% |
0.0171 |
- 驗證範例(x=86):
- Z = (86-110)/10 = -2.4
- CDF:查標準常態表,Φ(-2.4)=0.0082(正確)。
- PDF計算:f(x)=(1/σ√2π).e^−[(x−μ)^2]/(2σ^2
四、區間機率計算
- 介於x₁與x₂之間的機率:
- 範例:計算智商介於90到120的機率:
- 不介於x₁與x₂之間的機率:
五、反向查找:從機率求x值
使用 NORM.INV(probability, μ, σ)
:
- 範例:求智商前10%對應的x值:
六、總結
- CDF 用於計算「小於等於x」的累積機率。
- PDF 表示特定點的密度,非實際機率。
- Z值標準化 便於查表或跨不同分佈比較。
- 區間機率需用CDF差值計算。
透過以上步驟,可系統性應用Excel函數分析常態分佈問題。
實際於日常生活中舉例:
一、教育領域:學生考試成績分佈
情境
某次考試平均分數為 75分,標準差為 10分,共 1000名學生。學生分數分佈假設服從常態分佈,
問題:
- 分數高於90分的學生有多少人?
- 分數介於60分到80分的學生佔比多少?
Excel操作步驟
- 計算分數高於90分的人數:
- Z值:
- 右側機率:
=1-NORM.DIST(90,75,10,1)
→ 0.0668(6.68%) - 人數:
- 分數介於60到80分的佔比:
- 計算CDF:
=NORM.DIST(80,75,10,1)
→ 0.6915=NORM.DIST(60,75,10,1)
→ 0.0668
- 計算CDF:
- 區間機率:
- 人數:
🙋實際意義:
教師可據此調整題目難易度,若高分人數過少,可能需降低考試難度🤗。
未學統計前(情感分析):分數這麼低,連我也開始懷疑自己。
學了統計後(科學分析):若高分者稀少,代表出題過難,應顧及學生學習公平。
學了統計後(科學分析):老師宜依成績調整題目難度,促進有效教學。
二、生產管理:產品質量控制
情境
某工廠生產螺絲,長度分佈假設服從常態分佈,平均 50mm,標準差 0.5mm。
規格要求:長度需在 49mm~51mm 之間,否則視為不良品。
問題:
- 產品的不良率是多少?
- 若每日生產10,000顆螺絲,預期不良品數量?
Excel操作步驟
- 計算不良率:
- 左側不良(<49mm)機率:
=NORM.DIST(49,50,0.5,1)
→ 0.0228(2.28%) - 右側不良(>51mm)機率:
=1 - NORM.DIST(51,50,0.5,1)
→ 0.0228(2.28%)
- 左側不良(<49mm)機率:
- 總不良率:
🤷預期不良品數量:
🙋實際意義:
若不良率超過5%,工廠需檢查機器精度或調整製程參數🤗。
未學統計前(情感分析):看著一堆壞品,只覺得浪費可惜。
學了統計後(科學分析):品質不穩,影響客戶信任與公司聲譽。
學了統計後(科學分析):壞品達四百,應即檢查機械是否失誤。
三、金融投資:股票報酬率風險評估
情境
Excel操作步驟
🙋實際意義:
投資人可根據風險承受度(如虧損機率)決定是否投資🤗。
未學統計前(情感分析):虧損的風險太大,令人卻步。
學了統計後(科學分析):盲目投資非負責態度,應以審慎為本。
學了統計後(科學分析):若風險過高,應暫緩投資,靜觀其變。
四、醫療領域:血壓正常範圍評估
情境
Excel操作步驟
🙋實際意義:
醫療機構可據此制定健康標準,例如關注血壓低於60或高於100的族群🤗。
未學統計前(情感分析):脈象異常讓人不安。
學了統計後(科學分析):醫者責在察微病於早期,勿輕忽症兆。
學了統計後(科學分析):血壓若低於六十或高於百,當即詳診原因。
五、零售業:顧客消費金額預測
情境
Excel操作步驟
🙋實際意義:
商店可針對高消費客群(>700元)設計促銷活動🤗。
未學統計前(情感分析):顧客買得多,讓人期待再訪。
學了統計後(科學分析):顧客價值應被尊重,而非僅視為利潤來源。
學了統計後(科學分析):若單筆消費超七百,可推優惠強化回購。
六、Excel操作通用技巧
七、注意事項
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