ポアソン分布におけるゼロ発生確率の理論
ポアソン分布 $X \sim Poi(\lambda)$ は、単位時間内の稀な事象の発生回数をモデル化する確率分布です。コールセンターへの電話、サーバーへのアクセス、交通事故などの現実のモデリングに活用されます。
ポアソン分布の確率質量関数
$P(X = k) = e^{-\lambda} \frac{\lambda^k}{k!}$ for $k = 0, 1, 2, \ldots$
ここで $\lambda > 0$ は平均発生回数(レートパラメータ)です。
ゼロ発生確率の特別性
$k=0$ の場合、式は非常にシンプルになります:
$P(X=0) = e^{-\lambda} \frac{\lambda^0}{0!} = e^{-\lambda} \cdot \frac{1}{1} = e^{-\lambda}$
今回の計算
パラメータ:$\lambda = 1.8$
$P(X=0) = e^{-1.8}$
数値計算:
$e^{-1.8} \approx 0.1653 \approx 0.17$ (小数第2位まで)
結果の意味
平均で1.8回発生する事象が、特定の時間内に一度も発生しない確率は約17%です。
理論的背景
ポアソン分布は、二項分布で $n \to \infty, p \to 0, np \to \lambda$ の極限として導出されます。つまり、稀な事象の多数回試行の近似として理解できます。
数学的性質:ポアソン分布では期待値と分散が同じ値 $\lambda$ になるという特徴的な性質があります。