正态分布计算器

区间概率、单尾/双尾概率、逆 CDF 分位数与 PDF 曲线可视化,附实时标准分 z 换算与完整 Z 表(Φ 值 erf 精确计算)

在线正态分布计算器:输入均值 μ 与标准差 σ,算区间概率 P(a≤X≤b)、单尾概率 P(X≤x) / P(X≥x)、 双尾概率 P(|X−μ|≥d) 与逆模式(P(X≤x)=p 反解 x,逆 erf 牛顿精化); PDF 曲线 SVG 可视化并把所求区间涂色,原始值 ↔ 标准分 z = (X−μ)/σ 实时联动。 附 0.0~3.9 步进 0.1 的完整 Z 表(Φ 值由 erf 级数 + 连分式精确计算而非抄表)与 68-95-99.7 法则卡。 Φ(1)=0.841344746、P(−1.96≤X≤1.96)=0.950004、逆 p=0.975 → x=1.959964 等锚点双精度复现。 全部计算在浏览器本地完成,不上传任何数据。

先标准化再看表:Z 表只给标准正态 N(0,1) 的 Φ(z)。 一般正态 N(μ,σ²) 先换 z = (X−μ)/σ 再查表,本页已自动完成这步换算; 直接拿原始值查 Z 表是最常见的出错点。

快捷示例

P(-1.9600 ≤ X ≤ 1.9600),X ~ N(0.00, 1.00²)

0.950004

z_a = -1.9600,z_b = 1.9600;P = Φ(1.9600) − Φ(-1.9600) = 0.975002 − 0.024998

概率密度曲线(μ ± 4σ = [-4.00, 4.00],涂色区域为所求概率)

-4.0-2.00.02.04.0

标准分 z 联动

标准分 z = (X−μ)/σ = 1.0000

Φ(z) = P(X ≤ 1.00) = 0.841345

P(X ≥ 1.00) = 0.158655

68-95-99.7 法则

μ ± 1σ0.682689
μ ± 2σ0.954500
μ ± 3σ0.997300

约 68% 数据落在均值 ±1σ 内、95% 在 ±2σ 内、99.7% 在 ±3σ 内(精确值 68.27% / 95.45% / 99.73%)。 记住这组数能秒估大多数「离均值几个 σ」的问题;σ 下方的 0.13% / 2.35% 尾巴常被忽略但很关键。

用置信区间计算器算 x̄ ± MOE →
#标准正态 Z 表(z = 0.0 ~ 3.9,Φ 值 erf 精确计算)

表值 Φ(z) = P(Z ≤ z),z = 行号 + 列号。例如 z=1.96 → 行 1.9 + 列 0.06 → 0.9750。 本表 Φ 值由双精度误差函数(erf 级数 + 连分式)逐格计算,非抄表,可直接用于插值核对。

z+0.00+0.01+0.02+0.03+0.04+0.05+0.06+0.07+0.08+0.09
0.00.50000.50400.50800.51200.51600.51990.52390.52790.53190.5359
0.10.53980.54380.54780.55170.55570.55960.56360.56750.57140.5753
0.20.57930.58320.58710.59100.59480.59870.60260.60640.61030.6141
0.30.61790.62170.62550.62930.63310.63680.64060.64430.64800.6517
0.40.65540.65910.66280.66640.67000.67360.67720.68080.68440.6879
0.50.69150.69500.69850.70190.70540.70880.71230.71570.71900.7224
0.60.72570.72910.73240.73570.73890.74220.74540.74860.75170.7549
0.70.75800.76110.76420.76730.77040.77340.77640.77940.78230.7852
0.80.78810.79100.79390.79670.79950.80230.80510.80780.81060.8133
0.90.81590.81860.82120.82380.82640.82890.83150.83400.83650.8389
1.00.84130.84380.84610.84850.85080.85310.85540.85770.85990.8621
1.10.86430.86650.86860.87080.87290.87490.87700.87900.88100.8830
1.20.88490.88690.88880.89070.89250.89440.89620.89800.89970.9015
1.30.90320.90490.90660.90820.90990.91150.91310.91470.91620.9177
1.40.91920.92070.92220.92360.92510.92650.92790.92920.93060.9319
1.50.93320.93450.93570.93700.93820.93940.94060.94180.94290.9441
1.60.94520.94630.94740.94840.94950.95050.95150.95250.95350.9545
1.70.95540.95640.95730.95820.95910.95990.96080.96160.96250.9633
1.80.96410.96490.96560.96640.96710.96780.96860.96930.96990.9706
1.90.97130.97190.97260.97320.97380.97440.97500.97560.97610.9767
2.00.97720.97780.97830.97880.97930.97980.98030.98080.98120.9817
2.10.98210.98260.98300.98340.98380.98420.98460.98500.98540.9857
2.20.98610.98640.98680.98710.98750.98780.98810.98840.98870.9890
2.30.98930.98960.98980.99010.99040.99060.99090.99110.99130.9916
2.40.99180.99200.99220.99250.99270.99290.99310.99320.99340.9936
2.50.99380.99400.99410.99430.99450.99460.99480.99490.99510.9952
2.60.99530.99550.99560.99570.99590.99600.99610.99620.99630.9964
2.70.99650.99660.99670.99680.99690.99700.99710.99720.99730.9974
2.80.99740.99750.99760.99770.99770.99780.99790.99790.99800.9981
2.90.99810.99820.99820.99830.99840.99840.99850.99850.99860.9986
3.00.99870.99870.99870.99880.99880.99890.99890.99890.99900.9990
3.10.99900.99910.99910.99910.99920.99920.99920.99920.99930.9993
3.20.99930.99930.99940.99940.99940.99940.99940.99950.99950.9995
3.30.99950.99950.99950.99960.99960.99960.99960.99960.99960.9997
3.40.99970.99970.99970.99970.99970.99970.99970.99970.99970.9998
3.50.99980.99980.99980.99980.99980.99980.99980.99980.99980.9998
3.60.99980.99980.99990.99990.99990.99990.99990.99990.99990.9999
3.70.99990.99990.99990.99990.99990.99990.99990.99990.99990.9999
3.80.99990.99990.99990.99990.99990.99990.99990.99990.99990.9999
3.91.00001.00001.00001.00001.00001.00001.00001.00001.00001.0000
#正态分布公式、FAQ 与参考

正态分布计算器说明

正态分布 N(μ, σ²) 的概率密度 f(x) = exp(−(x−μ)²/(2σ²)) / (σ√(2π)),累积分布 Φ(z) 经误差函数 erf(t) = (2/√π)∫₀ᵗ e^(−u²)du 计算:Φ(z) = (1 + erf(z/√2))/2。本页 erf 用 Maclaurin 级数(t 较小) 与 DLMF 7.9 连分式(远尾)双段实现,双精度误差 ~1e-15;逆 CDF 对 erf 基 Φ 做二分定界 + 牛顿精化, 95% 分位 z = 1.959963984 逐位复现。全部计算在浏览器本地完成。

公式汇总

密度:f(x) = exp(−(x−μ)²/(2σ²)) / (σ√(2π))

标准化:z = (X − μ)/σ ~ N(0,1)

区间:P(a≤X≤b) = Φ((b−μ)/σ) − Φ((a−μ)/σ)

单尾:P(X≤x) = Φ((x−μ)/σ);P(X≥x) = 1 − Φ((x−μ)/σ)

双尾:P(|X−μ|≥d) = 2·(1 − Φ(d/σ))

逆 CDF:P(X≤x)=p → x = μ + σ·Φ⁻¹(p),Φ⁻¹ 经逆 erf 牛顿精化

常见问题 (FAQ)

Z 表怎么查?

先标准化 z=(X−μ)/σ,再用「行 + 列」定位:z=1.96 → 行 1.9、列 0.06 → Φ=0.9750。反过来给概率找 z 用逆模式(本页已内置)。超过 3.9 的 z:Φ(4)≈0.9999683,再远的尾巴一般用 1−Φ 表或直接交给本页计算。

68-95-99.7 法则准吗?

对正态分布是精确值的近似口诀:±1σ = 68.27%、±2σ = 95.45%、±3σ = 99.73%。它只对正态(或近似正态)成立;偏态或厚尾分布会明显偏离,切比雪夫不等式的 1−1/k² 是任何分布的兜底。

IQ 130 超过多少人?

IQ 定义 μ=100、σ=15,z=(130−100)/15=2,P(X≥130)=1−Φ(2)=0.02275,即约超过 97.7% 的人、每 44 人约有 1 人。这就是「两个标准差」在真实量表上的含义。

P(X≤x)=0.975 对应的 x 怎么求?

标准正态下 x = Φ⁻¹(0.975) = 1.959964(逆 erf 牛顿精化);一般正态再乘 σ 加 μ。这正是 95% 置信区间临界值 1.96 的来历——与置信区间计算器联动使用。

计算数据会上传吗?

不会。μ、σ 与概率全部在你的浏览器本地计算,不发送任何网络请求,输入数值不被存储或上传。

参考来源

  • Gauss, C. F. (1809) 正态误差律;Laplace 中心极限定理传统
  • DLMF §7.2 / §7.9:误差函数 erf 级数与连分式表达
  • Acklam, P. (2021). An algorithm for computing the inverse normal cumulative distribution function(逆 CDF 初值 + 牛顿精化)
  • NIST/SEMATECH e-Handbook §1.3.6「Normal Distribution」

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