pythonは正規分布データを生成し、図形描画と解析を行います。
1、正規分布データを生成し、確率分布図を作成する
範囲に応じて正規分布を生成します。
4、サンプリングポイントの離散図と確率図
以上はpythonが正規分布データを生成し、図形描画と解析の詳細です。python正規分布に関する資料は他の関連記事に注目してください。
import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 、 ,
def normfun(x, mu, sigma):
pdf = np.exp(-((x - mu)**2)/(2*sigma**2)) / (sigma * np.sqrt(2*np.pi))
return pdf
# result = np.random.randint(-65, 80, size=100) # , ,
result = np.random.normal(15, 44, 100) # 0.5, 1
print(result)
x = np.arange(min(result), max(result), 0.1)
# y ,
print(result.mean(), result.std())
y = normfun(x, result.mean(), result.std())
plt.plot(x, y) #
#
plt.hist(result, bins=10, rwidth=0.8, density=True) # bins , rwidth(0~1),=1
plt.title('distribution')
plt.xlabel('temperature')
plt.ylabel('probability')
#
plt.show() # 1 ,
範囲に応じて正規分布を生成します。
result = np.random.randint(-65, 80, size=100) # , ,
平均値、分散に基づいて正規分布を生成します。
result = np.random.normal(15, 44, 100) # 0.5, 1
2、一つのシーケンスが正規分布に合っているかどうかを判断する。
import numpy as np
from scipy import stats
pts = 1000
np.random.seed(28041990)
a = np.random.normal(0, 1, size=pts) # 1 , 0, 1,100
b = np.random.normal(2, 1, size=pts) # 1 , 2, 1, 100
x = np.concatenate((a, b)) # ,
k2, p = stats.normaltest(x)
alpha = 1e-3
print("p = {:g}".format(p))
# :x
if p < alpha: # null hypothesis: x comes from a normal distribution
print("The null hypothesis can be rejected") # ,
else:
print("The null hypothesis cannot be rejected") # ,
3、信頼区間、異常値を求める
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy import stats
import pandas as pd
#
def get_outer_data(data_list):
df = pd.DataFrame(data_list, columns=['value'])
df = df.iloc[:, 0]
#
Q1 = df.quantile(q=0.25)
Q3 = df.quantile(q=0.75)
# 1.5
low_whisker = Q1 - 1.5 * (Q3 - Q1)
up_whisker = Q3 + 1.5 * (Q3 - Q1)
#
kk = df[(df > up_whisker) | (df < low_whisker)]
data1 = pd.DataFrame({'id': kk.index, ' ': kk})
return data1
N = 100
result = np.random.normal(0, 1, N)
# result = np.random.randint(-65, 80, size=N) # , ,
mean, std = result.mean(), result.std(ddof=1) #
# , 0.9
conf_intveral = stats.norm.interval(0.9, loc=mean, scale=std) # 90%
print(' :', conf_intveral)
x = np.arange(0, len(result), 1)
#
outer = get_outer_data(result)
print(outer, type(outer))
x1 = outer.iloc[:, 0]
y1 = outer.iloc[:, 1]
plt.scatter(x1, y1, marker='x', color='r') #
plt.scatter(x, result, marker='.', color='g') #
plt.plot([0, len(result)], [conf_intveral[0], conf_intveral[0]])
plt.plot([0, len(result)], [conf_intveral[1], conf_intveral[1]])
plt.show()
4、サンプリングポイントの離散図と確率図
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy import stats
import pandas as pd
import time
print(time.strftime('%Y-%m-%D %H:%M:%S'))
# 、 ,
def _normfun(x, mu, sigma):
pdf = np.exp(-((x - mu)**2)/(2*sigma**2)) / (sigma * np.sqrt(2*np.pi))
return pdf
#
def get_outer_data(data_list):
df = pd.DataFrame(data_list, columns=['value'])
df = df.iloc[:, 0]
#
Q1 = df.quantile(q=0.25)
Q3 = df.quantile(q=0.75)
# 1.5
low_whisker = Q1 - 1.5 * (Q3 - Q1)
up_whisker = Q3 + 1.5 * (Q3 - Q1)
#
kk = df[(df > up_whisker) | (df < low_whisker)]
data1 = pd.DataFrame({'id': kk.index, ' ': kk})
return data1
N = 100
result = np.random.normal(0, 1, N)
# result = np.random.randint(-65, 80, size=N) # , ,
# result = [100]*100 #
# result = np.array(result)
mean, std = result.mean(), result.std(ddof=1) #
# , 0.9
if std == 0: # 0
conf_intveral = [min(result)-1, max(result)+1]
else:
conf_intveral = stats.norm.interval(0.9, loc=mean, scale=std) # 90%
# print(' :', conf_intveral)
#
outer = get_outer_data(result)
#
fig = plt.figure()
fig.add_subplot(2, 1, 1)
plt.subplots_adjust(hspace=0.3)
x = np.arange(0, len(result), 1)
plt.scatter(x, result, marker='.', color='g') #
plt.scatter(outer.iloc[:, 0], outer.iloc[:, 1], marker='x', color='r') #
plt.plot([0, len(result)], [conf_intveral[0], conf_intveral[0]]) #
plt.plot([0, len(result)], [conf_intveral[1], conf_intveral[1]]) #
plt.text(0, conf_intveral[0], '{:.2f}'.format(conf_intveral[0])) #
plt.text(0, conf_intveral[1], '{:.2f}'.format(conf_intveral[1])) #
info = 'outer count:{}'.format(len(outer.iloc[:, 0]))
plt.text(min(x), max(result)-((max(result)-min(result)) / 2), info) #
plt.xlabel('sample count')
plt.ylabel('value')
#
if std != 0: #
fig.add_subplot(2, 1, 2)
x = np.arange(min(result), max(result), 0.1)
y = _normfun(x, result.mean(), result.std())
plt.plot(x, y) #
plt.hist(result, bins=10, rwidth=0.8, density=True) # bins , rwidth(0~1),=1
info = 'mean:{:.2f}
std:{:.2f}
mode num:{:.2f}'.format(mean, std, np.median(result))
plt.text(min(x), max(y) / 2, info)
plt.xlabel('value')
plt.ylabel('Probability')
else:
fig.add_subplot(2, 1, 2)
info = 'non-normal distribution!!
mean:{:.2f}
std:{:.2f}
mode num:{:.2f}'.format(mean, std, np.median(result))
plt.text(0.5, 0.5, info)
plt.xlabel('value')
plt.ylabel('Probability')
plt.savefig('./distribution.jpg')
plt.show()
print(time.strftime('%Y-%m-%D %H:%M:%S'))
以上はpythonが正規分布データを生成し、図形描画と解析の詳細です。python正規分布に関する資料は他の関連記事に注目してください。