連續分布

68-95-99.7 法則(empirical rule)

若一組資料呈鐘形,有多少落在平均附近,又有多少散到遠處?68-95-99.7 法則正是回答這問題的好用拇指法則,適用於任何常態分配,讓你不查表就能在腦中估算機率。

對 X ~ Normal(mu, sigma),以標準差為單位量測離平均的距離。約 68% 的值落在離平均一個 sigma 之內(介於 mu - sigma 與 mu + sigma);約 95% 落在兩個 sigma 之內;約 99.7% 落在三個 sigma 之內。其補集同樣有用:約 32% 落在一個 sigma 之外,約 5% 落在兩個 sigma 之外(所以「2-sigma 事件」大約是二十分之一的機率),而只有約 0.3% 落在三個 sigma 之外(約 370 分之一)。這三個數字不過是鐘形曲線在那些中央帶上的面積。

這個法則把抽象的標準差化為具體之物:sigma 是「通常變動」的自然單位,而離平均超過兩、三個 sigma 便能快速標記為「異常地大」。它支撐著品質管制界限與常見的「2-sigma 顯著性」簡稱。關鍵的提醒藏在它的舊名「經驗法則」裡:它只對大致常態的資料成立。對偏態或重尾分配而言,這些百分比根本是錯的——柴比雪夫不等式給出較寬鬆、但對任何分配都成立的界限。

智商分數被縮放為 Normal(mu = 100, sigma = 15)。所以約 68% 的人落在 85 到 115,約 95% 落在 70 到 130,而只有約 0.3% 的人高於 145 或低於 55。

一、二、三個 sigma 分別涵蓋鐘形曲線約 68%、95%、99.7% 的面積。

這些百分比是「常態」分配專屬的;把 68-95-99.7 套用到偏態或重尾資料,會嚴重低估極端值出現的頻率。

又称
empirical rulethree-sigma rule經驗法則三標準差法則