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python幂律分布函数 python中的幂运算

什么是幂律分布?

幂律分布是指某个具有分布性质的变量,且其分布密度函数是幂函数(由于分布密度函数必然满足“归一律”,所以这里的幂函数,一般规定小于负1)的分布。

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判断依据

在双对数坐标下,幂律分布表现为一条斜率为幂指数的负数的直线,这一线性关系是判断给定的实例中随机变量是否满足幂律的依据。

判断两个随机变量是否满足线性关系,可以求解两者之间的相关系数;利用一元线性回归模型和最小二乘法。

可得lny对lnx的经验回归直线方程,从而得到y与x之间的幂律关系式.在双对数坐标下的图形,由于某些因素的影响,前半部分的线性特性并不是很强,而在后半部分,则近乎为一直线,其斜率的负数就是幂指数。

如何用Python函数生成幂律分布?

幂律分布Aaron Clauset写的程序好棒,也可以参考这个网址:blog.163.com/qdu_qpm/blog/static/21453814420132385755749/

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指数分布与幂律分布的图像对比

指数分布(exponential distribution)和幂律分布(power-law distribution)有时看起来很是相似,但实际上极为不同。我用python做了两种分布的函数plotting,方便直观理解。可以看到,两种函数转化为双对数形式(这里我用的math.log()是自然对数ln)后图像差异非常明显。

注释里我给出了几个图分别对应的解析式,另外注意因为这里是用离散的点集近似,相当于对分布函数曲线的采样,所以可以得到一个power-law的数值mean,数学上power-law的均值存在须满足一些条件。


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