Scientific Figure
정규분포

정규분포 곡선 그리기 (종 모양 곡선 생성기)

평균과 SD로 정규분포 곡선을 그립니다. 68-95-99.7 구간, 정확한 확률을 적은 색칠 영역, z 점수, 백분위수 경계, 겹친 두 곡선까지 통계 수업, 시험 문제, 논문에 쓸 수 있습니다.

정규분포 곡선 스타일

네 가지 스타일을 각기 다른 정규분포 곡선으로 그렸습니다. 교과서 색으로 그린 시험 학점 구간 A~F, 시험지용 흑백 빗금으로 칠한 키 155~176 cm 여성의 비율, 밀도 축과 러그를 단 저널 패널로 그린 초파리 날개 길이 40개에 맞춘 곡선, 다크 슬라이드에 그린 하루 걸음 수 상위 10%입니다.

교과서
시험지
저널 패널
다크 슬라이드

정규분포 곡선 예시

카드의 프롬프트로 실제 그린 결과 네 가지입니다. 68-95-99.7 규칙의 68%, 95%, 99.7% 구간을 표시한 IQ 점수, 2500 g 미만 꼬리를 P = 0.0359로 칠한 신생아 출생 체중, α = 0.05인 z 검정의 0.0250짜리 기각역 두 개, 넓이의 66.82%가 겹치는 위약군과 투약군 혈압 곡선입니다. 카드를 누르면 프롬프트를 불러옵니다.

68-95-99.7 규칙(IQ)
색칠한 넓이의 확률
양측 z 검정
겹친 두 곡선

정규분포 곡선이란?

종 모양 곡선은 정규분포의 그래프입니다. 평균을 중심으로 좌우 대칭이고 봉우리가 하나이며, 폭은 표준편차가 정합니다. 두 값 사이 곡선 아래 넓이가 값이 그 사이에 들어갈 확률이므로, 넓이를 칠하면 IQ 점수 중 85 미만의 비율(15.87%) 같은 질문에 답할 수 있습니다. 곡선은 x축에 닿지 않습니다. 평균에서 표준편차 하나만큼 떨어진 곳에서 높이가 봉우리의 61%로 내려가며, 바로 그 지점이 곡선의 변곡점입니다.

이 도구에 대해

  • 모수는 수업에서 쓰는 방식 그대로 입력하세요. 평균 100, SD 15; μ = 0, σ = 1; 72 ± 8; N(100, 15²). 원자료 목록을 붙여 넣으면 표본평균 x̄와 표본표준편차 s(n − 1)로 곡선을 맞춥니다.
  • 색칠한 넓이는 그리기 전에 정규분포의 누적분포함수로 계산해 소수 넷째 자리까지 적습니다. 평균 100, SD 15일 때 P(X < 85) = 0.1587, P(85 < X < 115) = 0.6827입니다.
  • 퍼센트 경계는 누적분포함수의 역함수로 거꾸로 구합니다. IQ 상위 5%는 124.67부터 시작하고, 표준정규분포의 90번째 백분위수는 z = 1.282입니다.
  • x축은 μ − 4σ에서 μ + 4σ까지이며 표준편차마다 눈금이 있습니다(지정한 경계가 그 사이에 오면 깔끔한 수에 눈금을 둡니다). 곡선은 세 개까지 한 축에 함께 그릴 수 있고, 각각 범례에 이름이 붙습니다.
  • 정규분포만 그리며 막대는 없습니다. 측정 데이터 위에 정규 곡선을 얹으려면 히스토그램 만들기가 표본을 밀도 척도의 계급으로 나눠 줍니다.

만들 수 있는 정규분포 그래프

사람들이 여기서 찾는 정규분포 그림 일곱 가지입니다. 각각 무엇을 보여 주는지, 어떤 말로 요청하면 되는지 정리했습니다.

68-95-99.7 규칙(경험 법칙) 정규분포 곡선

표준편차마다 곡선을 띠로 나눕니다. 평균 양쪽 34.13%, 1~2 SD 사이 13.59%, 2~3 SD 사이 2.14%, 각 꼬리 0.13%입니다. '경험 법칙'이나 '68-95-99.7'이라고 쓰면 수업에서 배우는 대로 라벨을 붙이고(겹친 괄호에 68%, 95%, 99.7%, 띠에 34%, 13.5%, 2.35%, 0.15%), '표준편차 구간'이라고 쓰면 소수 둘째 자리까지의 정확한 넓이를 적습니다.

표준편차를 표시한 정규분포 곡선

축에 μ − 3σ부터 μ + 3σ까지 눈금을 단 정규 곡선으로, 값이 평균에서 얼마나 떨어져 있는지 묻는 모든 문제의 바탕 그림입니다. 평균 100, SD 15인 IQ는 55, 70, 85, 100, 115, 130, 145에 눈금이 생기며, σ 라벨이나 z 점수를 요청하면 숫자 아래에 한 줄이 더 붙습니다.

정규분포 곡선 아래 넓이 색칠하기

지정한 값의 아래, 위, 사이, 바깥 중 한 영역을 칠하고 그 위에 확률을 적습니다. 평균 3400 g, SD 500 g에서 2500 g 미만을 칠하면 P(X < 2500) = 0.0359, 평균 162 cm, SD 7 cm인 여성의 키에서 155~176 cm를 칠하면 0.8186이 적힙니다. 경계마다 곡선까지 세로선을 긋습니다.

z 점수 정규분포 곡선

평균 0, SD 1인 표준정규분포 곡선을 −4에서 4까지의 z축에 그립니다. z 점수를 표시하거나, 표준정규분포표용으로 왼쪽 넓이를 칠하거나, 양측 검정의 기각역 두 곳을 칠하세요. α = 0.05면 임곗값은 ±1.96이고 꼬리마다 0.0250, α = 0.01이면 ±2.576입니다.

학점 경계를 표시한 상대평가 곡선

시험 점수 분포에서 학점 구간마다 다른 색을 칠하고 그 안에 학생 비율을 적습니다. 평균 72, SD 8에 A는 88 초과, B는 80~88, C는 64~80, D는 56~64, F는 56 미만이면 2.28%, 13.59%, 68.27%, 13.59%, 2.28%가 나옵니다. 백분위로 학점을 매기면 반대로 계산합니다. '상위 10%가 A'라고 하면 경계 점수를 돌려줍니다.

겹친 두 정규분포

처리군과 대조군, 또는 두 측정법을 범례와 함께 한 축에 그립니다. 겹침을 요청하면 공유 넓이를 계산합니다. 138 mmHg의 위약군과 126 mmHg의 투약군이 둘 다 SD 14이면 66.82%가 겹치고 코헨의 d = 0.86입니다. SD가 다른 곡선은 두 점에서 만나며, 두 점을 모두 찾습니다.

표본에 맞춘 정규 곡선

원측정값을 붙여 넣으면 그 평균과 표본표준편차로 곡선을 그리고, 옆에 n, x̄, s를 적으며, 요청하면 값의 러그도 넣습니다. 계급으로 묶은 데이터를 곡선 아래 막대로 그리고 싶다면, 그것은 정규 곡선을 얹은 히스토그램입니다.

68-95-99.7 규칙의 정확한 값

외우는 것은 반올림한 규칙이지만, 그림에 적어야 하는 것은 정확한 넓이입니다. 모든 행은 표준정규분포의 누적분포함수 Φ로 계산했고, 감을 잡도록 IQ 척도로도 보였습니다.

구간안쪽 넓이바깥쪽 넓이IQ 척도(평균 100, SD 15)
μ ± 1σ68.27%31.73%85~115
μ ± 1.645σ90.00%10.00%75.3~124.7
μ ± 1.96σ95.00%5.00%70.6~129.4
μ ± 2σ95.45%4.55%70~130
μ ± 2.576σ99.00%1.00%61.4~138.6
μ ± 3σ99.73%0.27%55~145

정규분포의 95%는 평균에서 표준편차 2가 아니라 1.96 이내에 있습니다. 2 SD 안에는 95.45%가 들어갑니다. 1.96은 95% 신뢰구간의 배수이자 α = 0.05 양측 검정의 임곗값입니다.

정규분포 곡선의 식과 z 점수

종 모양 곡선은 정규분포의 확률밀도함수 f(x)이며, 여기서 읽는 모든 확률은 f 아래의 넓이로, z = (x − μ)/σ로 표준화해 구합니다. z 점수는 값이 평균에서 표준편차 몇 개만큼 떨어져 있는지를 세므로, Φ 표 하나로 IQ 점수부터 그램까지 어떤 정규 척도의 문제든 풀 수 있습니다.

f(x) = e^(−(x − μ)² / 2σ²) / (σ√(2π)) z = (x − μ) / σ P(X < x) = Φ(z)

말로 풀면

높이는 μ에서 떨어진 거리의 제곱에 따라 줄어들고, x 왼쪽의 넓이는 Φ(z)입니다.

Φ는 닫힌 식이 없습니다. 생성기는 오차함수로 배정밀도까지 계산하므로(Φ(z) = ½[1 + erf(z/√2)]) 적힌 0.1587이나 0.9750은 네 자리 모두 정확하며, 역함수 Φ⁻¹로 지정한 백분위수를 경계값으로 바꿉니다.

정규분포 곡선이 쓰이는 곳

측정값을 평균과 표준편차로 요약하고, 독자가 그 퍼짐의 의미를 봐야 하는 곳이라면 어디든 종 모양 곡선이 나옵니다.

진단검사의학의 참고구간

많은 참고구간은 건강한 집단의 가운데 95%로, 검사 항목이 정규분포를 따르면 평균 ± 1.96 SD입니다. 가운데를 칠하면 어떤 결과가 높음이나 낮음으로 표시되는지 보입니다.

상대평가

경계를 일정한 SD 거리나 백분위에 둡니다. 그림은 학점 경계가 어디에 있고 구간마다 학생이 몇 %인지 수강생에게 보여 줍니다.

가설 검정과 신뢰구간

z 검정의 기각역, 관측한 z 바깥 꼬리 넓이로서의 p 값, 가운데 95%로서의 95% 구간. 기초 통계 수업의 표준 그림들입니다.

표준화 검사 점수

IQ(평균 100, SD 15)와 T 점수(평균 50, SD 10)는 정규 척도로 정의되므로 백분위 순위를 곡선에서 바로 읽습니다. IQ 130은 2 SD 위로, 전체 점수의 97.72%보다 높습니다.

정규분포 자주 묻는 질문

정규분포 곡선은 어떻게 그리나요?

평균과 표준편차를 주고, 칠할 넓이를 말한 뒤 생성하세요. 예: 'IQ 점수, 평균 100, SD 15, 130 초과를 칠하고 확률 표시.' 표준편차마다의 축 눈금, 곡선의 높이, P(X > 130) = 0.0228은 그리기 전에 계산합니다. 스프레드시트로 같은 그림을 만들려면 x 값 열을 만들고 값마다 NORM.DIST를 구한 뒤 부드러운 선 차트로 그려야 합니다.

68-95-99.7 규칙(경험 법칙)이란?

정규분포의 약 68%는 평균에서 표준편차 1 이내, 95%는 2 이내, 99.7%는 3 이내에 있다는 규칙입니다. 정확한 넓이는 68.27%, 95.45%, 99.73%입니다. 이 규칙은 정규 데이터에만 성립합니다. 아무 분포에나 성립하는 체비쇼프 부등식은 표준편차 2 이내에 75%만 보장합니다.

정규분포 곡선에서 색칠한 넓이의 확률은 어떻게 구하나요?

경계마다 z = (x − μ)/σ로 z 점수를 구한 뒤, 아래 넓이는 Φ(z), 위 넓이는 1 − Φ(z), 사이 넓이는 두 Φ 값의 차로 구합니다. 평균 100, SD 15이면 P(X < 85) = Φ(−1) = 0.1587, P(X > 115) = 0.1587, P(85 < X < 115) = 0.6827입니다. 이 페이지는 정규분포 계산기가 아니라 그림을 만드는 도구지만, 정확히 이 계산을 수행해 색칠한 영역에 결과를 적습니다.

정규분포 곡선에서 z 점수란?

값이 평균에서 표준편차 몇 개만큼 떨어져 있는지를 나타내는 수, z = (x − μ)/σ입니다. 평균 162 cm, SD 7 cm에서 키 176 cm는 z = 2.00이며, 분포의 97.72%가 그 아래에 있습니다. 표준정규분포 곡선에서는 x축 자체가 z 척도이므로 임곗값 ±1.96을 바로 표시할 수 있습니다.

상위 5%를 칠하거나 백분위수를 표시하려면?

퍼센트로 요청하면 정규분포 누적분포함수의 역함수로 경계를 찾습니다. IQ 상위 5%는 124.67부터(z = 1.645), 하위 10%는 80.78까지(z = −1.282)이며, 평균 8000, SD 2000인 하루 걸음 수의 90번째 백분위수는 10,563입니다.

정규분포 곡선과 히스토그램 중 무엇을 써야 하나요?

히스토그램은 측정한 데이터를, 정규분포 곡선은 평균과 SD를 정한 모델인 정규분포를 보여 줍니다. 표본이 정규분포처럼 보이는지 확인하려면 밀도 척도의 히스토그램에 정규 곡선을 얹어 그리세요. 분포를 가르치거나, 경계를 표시하거나, 확률을 보여 줄 때는 곡선만 그립니다.

정규분포 곡선의 그림 설명에는 무엇을 써야 하나요?

분포의 이름, 모수, 색칠의 의미를 밝히세요. 예: '평균 100, SD 15인 정규분포. 색칠한 넓이 P(X < 85) = 0.1587은 85 미만 점수의 비율이다.' 맞춘 곡선이라면 n, x̄, s를 적고 곡선이 데이터가 아니라 정규 근사라고 밝히세요. μ와 σ를 발표된 집단 자료에서 가져왔다면 출처를 인용합니다.

두 정규분포 곡선을 한 그래프에서 비교할 수 있나요?

네. 곡선 세 개까지 한 축을 공유하며, 각자 다른 색으로 범례에 한 번씩 이름이 붙습니다. SD가 같은 두 곡선은 두 평균의 한가운데에서 만나고, SD가 다르면 좁은 곡선의 봉우리 양쪽에서 한 번씩, 두 번 만납니다. 겹침이나 코헨의 d를 요청하면 그것도 적습니다.

AI가 제 평균, SD, 확률을 바꾸나요?

아니요. 모든 눈금, 열일곱 지점에서의 곡선 높이, 각 경계의 z 점수, 색칠한 모든 확률을 먼저 모수로 계산하고, 이미지 모델에는 계산하지 말고 그 자리에 놓으라고 지시합니다. 모수 없는 일반 요청은 표준정규분포(평균 0, SD 1)로 그리고, IQ와 T 점수 그림은 각 척도에 정의된 값을 씁니다.

제 데이터를 정규분포 곡선으로 그려도 될 만큼 정규적인가요?

정규 곡선은 봉우리 하나를 중심으로 대략 대칭인 변수에 맞습니다. 먼저 히스토그램이나 정규 Q-Q 그림으로 확인하세요. 반응 시간, 소득, 항체 역가처럼 오른쪽으로 치우친 측정값은 정규 곡선으로 그리면 크게 왜곡되므로, 있는 그대로 보이거나 로그 변환한 뒤 보이는 편이 낫습니다.

출처

확률까지 계산된 정규분포 곡선 만들기

평균과 SD를 입력하고 칠할 넓이를 말하면 수업, 시험, 논문에 바로 쓸 정규분포 그래프가 나옵니다.

정규분포 곡선 만들기