Нормальнимназивається розподіл ймовірності неперервної випадкової величини, яке описується щільністю ймовірності
(1.3.5.1)
Нормальний закон розподілу також називається законом Гауса.
Параметри та , які входять в щільність розподіли є відповідно математичним очікуванням і середнім квадратичним відхиленням випадкової величини Х.
Функцію розподілу F(x).
(1.3.5.2)
При = 0 і =1розподіл називається нормованим нормальним розподілом
(1.3.5.3)
Інтегральна функція
(1.3.5.4)
Обидві функції протабульовані (додаток 2, додаток 3)
Графік щільності нормального розподілу називається нормальною кривоюабо кривою Гауса.
Нормальна крива володіє наступними властивостями:
1) Функція визначена на всій числовій осі.
2) При всіх х функція розподілу приймає тільки позитивні значення.
3) Вісь ОХ є горизонтальною асимптотою графіка щільності ймовірності.
4) Графік функції f(x) перетинає вісь ОY в точці
5) Функція має максимум в точці
6) Функція є симетричною відносно прямою х = ,
7) Графік функції має точки перегибу в точках ,
Побудуємо графік функції щільності розподілу.
Побудовані графіки при =0 і трьох можливих значеннях середнього квадратичного відхилення = 1, = 2 і = 7. Як видно, при збільшенні значення середнього квадратичного відхилення графік стає пологішим, а максимальне значення зменшується.
Знайдемо ймовірність попадання випадкової величини, розподіленої по нормальному закону, в заданий інтервал.
(1.3.5.5)
Позначимо
Тоді (1.3.5.6)
де
(1.3.5.7)
функція Лапласаабо інтеграл ймовірності (таблиця - додаток 3)
При розгляді нормального закону розподілу виділяється важливий часний випадок, відомий як правило трьох сигм.
Запишемо ймовірність того, що відхилення нормально розподіленої випадкової величини від математичного очікування менше заданої величини ∆:
(1.3.5.8)
Якщо прийняти ∆ = 3σ, то отримуємо з використанням таблиць значень функції Лапласа:
(1.3.5.9)
Тобто ймовірність того, що випадкова величина відхилиться від свого математичного очікування на величину, більшу чим потрійне середнє квадратичне відхилення, практично рівна нулю.
Це правило називається правилом трьох сигм.
Не практиці вважається, що якщо для якої-небудь випадкової величини виконується правило трьох сигм, то ця випадкова величина має нормальний розподіл.