Введение

Свойство наличия единственной моды или максимального значения.

В математике унимодальность означает наличие единственной моды. В более общем смысле, унимодальность означает, что существует только одно максимальное значение, определённое каким-либо образом, для некоторого математического объекта.

Одномодное распределение вероятностей

В статистике унимодальное распределение вероятностей, или унимодальное распределение, – это распределение вероятностей, имеющее единственный пик. Термин "мода" в данном контексте относится к любому пику распределения, а не только к строгому определению моды, обычно используемому в статистике. Если присутствует единственная мода, функция распределения называется "унимодальной". Если же мода несколько, то распределение называется "бимодальным" (2), "тримодальным" (3) и так далее, или в общем случае – "мультимодальным". На рисунке 1 изображены нормальные распределения, которые являются унимодальными. Другие примеры унимодальных распределений включают распределение Коши, t-распределение Стьюдента, распределение хи-квадрат и экспоненциальное распределение. Среди дискретных распределений биномиальное распределение и распределение Пуассона можно считать унимодальными, хотя при некоторых параметрах они могут иметь два соседних значения с одинаковой вероятностью. На рисунках 2 и 3 изображены бимодальные распределения.

Использование и результаты

Одной из причин важности унимодальности распределения является то, что она позволяет получить ряд важных результатов. Ниже приведены несколько неравенств, которые верны только для унимодальных распределений. Поэтому важно оценить, соответствует ли заданный набор данных унимодальному распределению. В статье, посвященной мультимодальным распределениям, описаны несколько тестов на унимодальность.

Неравенство Гаусса

Первым важным результатом является неравенство Гаусса. Неравенство Гаусса дает верхнюю границу вероятности того, что значение лежит больше, чем любое данное расстояние от его режима. Это неравенство зависит от одномодальности.

Высочанский Петунин

Второе неравенство - это неравенство Высочанского-Петунина, усовершенствованное неравенство Чебышева. Неравенство Чебишева гарантирует, что в любом распределении вероятностей "почти все" значения "близки" к среднему значению. Неравенство Высочанского-Петунина усовершенствует это до еще более близких значений, при условии, что функция распределения непрерывна и одномодная. Дальнейшие результаты были показаны Sellke и Sellke.

Другие расширения

Функция f ((x) является "S unimodal" (часто называемая "S unimodal map"), если ее производная Шварца отрицательна для всех , где критическая точка. В вычислительной геометрии, если функция унимодальна, это позволяет разработать эффективные алгоритмы для нахождения крайней части функции. Более общее определение, применимое к функции f ((X) векторной переменной X, заключается в том, что f является одномодальной, если существует дифференцируемое отображение X = G ((Z) таким образом, что f ((G ((Z)) является выпуклой. Обычно хотелось бы, чтобы G ((Z) был непрерывно дифференцируемым с несингулярной якобийской матрицей. Квазиконвексные функции и квазиконкавные функции расширяют понятие унимодальности на функции, аргументы которых относятся к более высоким размерным евклидовым пространствам.