Fonction gaussienne

Fonction gaussienne pour μ = 0, σ = 1 ; courbe centrée en zéro

Une fonction gaussienne est une fonction en exponentielle de l'opposé du carré de l'abscisse (une fonction en $\exp(-x^2)$). Elle a une forme caractéristique de courbe en cloche.

L'exemple le plus connu est la densité de probabilité de la loi normale

$f(x) = \frac{1}{\sigma \sqrt{2\,\pi}}\, \mathrm{e}^{\displaystyle-\frac{\left(x-\mu\right)^2}{2\sigma^2}}$

où μ est l'espérance mathématique et σ est l'écart type.

La largeur à mi-hauteur (FWHM, full width at half maximum) H vaut

$H = 2 \sqrt{2\ \ln(2)}\ \sigma \simeq 2,3548 \sigma$

la demi largeur à mi-hauteur vaut donc environ 1,177·σ.

Application

Les fonctions gaussiennes sont très utilisées en physique. En effet, nombre de phénomènes physiques suivent une distribution de type gaussien, expliqué par le théorème de la limite centrale. L'intérêt des fonctions gaussiennes en physique est également dû à certaines de leurs propriétés mathématiques remarquables. Par exemple, la transformée de Fourier d'une fonction gaussienne est une fonction gaussienne, ce qui entraîne notamment le fait que les faisceaux lasers sont des faisceaux gaussiens.

Voir aussi

• Intégrale de Gauss
• Loi normale
• Autres courbes en cloche :
  • Fonction lorentzienne
  • Fonction de Voigt