概率分布统计学复习资料(2)

2019-03-16 20:53

对于任意的N,这N个人的生日各不相同的概率是 (364)N-1/365N-1

当N比较小时,这个值接近于1。随着N的增加,这个值递增。当N达到366时,这个值等于0。于是,我们最初的问题变为“当N达到多大时,(364)N-1/365N-1小于50%”。

你认为答案应该是多少?除非以前见过这个问题,多数人会把答案估计得很高。很多人选择183,因为这个数刚好大于365的一半。很少有人选择40以下的数。正确的答案是23。

当N=22时,(364)N/365N约等于0.5243;当 N=23时,(364)N/365N约等于0.4927。所以答案是23。如果这个结论让你吃惊,我可以提供另外一个分析思路。

任何两个人生日相同的概率是1/365。在23个人中任意取出两个,一个有23C2=253种取法。因此,23个人中有两个人生日相同的概率大致在253×(1/365)=253/365附近。在我们的计算过程中,有些情况被重复计算,比如A和B的生日相同, B和C的生日相同,则B和C的生日一定也相同,这种情况被计算的次数不止1次。所以,最后的结果要比253/365小一些。无论如何,我想向你说明的是:当人数达到23时,至少有两个人生日相同的概率已经相当大了。至少比一般人估计的大得多。 现在我们可以把一些复杂的因素考虑进来。事实上,每天出生的人数是不同的。这个事实会对我们的结论产生什么影响?一个很重要的原则是:当每个人的生日在365天中的分布不均匀时,至少有两个人生日相同的概率上升。要证明这个结论不像想象中的那么复杂。

3负二项分布(帕斯卡分布)

NEGBINOMDIST(number_f,number_s,probability_s)

【例3】实际问题:一个市场调查员需要完成500份问卷调查,随机遇到的行人有3/10愿意回答,每遇到一个人需要6分钟(即经过他身边的人流速度为每6分钟一人),问他完成500份问卷工作需多少时间?

每60分钟会遇到10人,其中3人回答,完成500份,则需要500/3个60分钟,即167个1小时。这样算对吗?

考虑一个试验,结果只有2种可能性,出现某一结果的概率为p,不出现的概率为q。现在一直进行试验,直到这个结果出现r次为止。X表示实验共需进行的次数,问X在不同值时的概率。

遇到行人,回答与不回答,回答概率0.3,需要有500个回答,即“直到回答的人达到500次为止”。 这可以用负二项分布来刻画。 X是随机变量,其概率分布为:

?1rk?rf(x)=Ckr? k=r, r+1, r+2, ?? 1pq记作 X~NB(r,p) E(X)=rq/p; Var(X)=rq/p2

则上面的实际问题中,X是需要访问的人数,X~NB(500,0.3) E(X)=rq/p=500*(1-0.3)/0.3=1167

即完成500份要找到1167人,如果以每人6分钟计算,共需要6*1167分钟,即116.7小时。

【例4】估计产品的废品率。按顺序一个一个地抽取样品并逐个检验,直到累计到r个废品为止,此时已抽取了n个,推算废品率。

X表示抽取的产品数,则X服从NB(r,p)。废品率的估计p’=(r-1)/(n-1) r和n之后减去1是因为从总体中抽取样本时,自由度是n-1。

4多项分布

二项分布描述的是试验结果只有二种情况,且每个试验结果都对应着同样概率的随机现象。多项分布是二项分布的推广,适应于实验结果有k个可能的随机试验。

【例5】某空调商店的经验:进入商店有20%的人买分体式空调,8%买窗式空调,其余人什么也不买。假如一天上午有10位顾客来,求能卖出3台分体式空调和1台窗式空调的概率。

顾客行为有3种可能:买分体式空调、买窗式空调、什么也不买(3种可能互相排斥),各有已知概率,且概率之和为1,一共来了n位顾客。 理论假定:第一,实验结果有k 个可能,且互相排斥。第二,每个结果X1, X2, ?, Xk对应于一个固定的概率p1,p2, ?,pk,且∑pi=1。第三,进行n次独立试验,各个结果出现的次数分别是n1, n2, ?, nk,其中n=∑ni。 多项分布的概率函数是

n!nkn1n2p1p2?pk?f(x1,x2,?,xk)=n1!n2!?nk!n!?ni!i?1k??i?1knipi

【例5】解:令X1, X2, X3分别表示买分体式空调、买窗式空调、什么也不买的人数,相应的概率各自为p1,p2, p3,则所求概率

10!?0.23?0.081?0.726=0.075 P(X1=3, X2=1, X3=6)=3!1!6!如果问:能卖掉任意4台空调的概率,会有5种情况,且各自独立,其概率为五种情况概率的总和。

买分体式空买窗式空不买计算方法 调X1 P=0.2 0 1 2 3 4 合计 调X2 P=0.08 4 3 2 1 0 X3 P=0.72 6 6 6 6 6 10!?0.20?0.084?0.726 0!4!6!10!?0.21?0.083?0.726 1!3!6!概率 0.001198 0.011983 0.044937 0.074895 0.04681 0.179823 10!?0.22?0.082?0.726 2!2!6!10!?0.23?0.081?0.726 3!1!6!10!?0.23?0.081?0.726 3!1!6! 来10个人,能卖掉任意4台空调的概率是0.18

【例6】一批产品中已知合格品(X1)占11/18,次品(X2)占2/9,废品(X3)占1/6,随机抽6件,问抽到3件合格品、2次品和1废品的概率。 n=6, n1=3, n2=2, n3=1

11??2??1?P(X1=6, X2=2, X3=1)=6!??????????3!2!1!?18??9??6?316=0.1127

5几何分布

在一个伯努利试验中,A事件出现的概率为p,现在一个一个地试验,直到A事件出现为止,需要做X次试验,X服从几何分布。 f(x)=qk-1p k=1,2…. p+q=1 记作 X~G(p) E(X)=1/p; Var(X)=q/p2

【例7】需要AB型血,献血者中有2%能提供合格血,平均抽多少人才能取得AB型血?

E(X)=1/p=1/0.02=50

【例8】路上有4盏交通灯,红绿概率各0.5,求一辆车停止前所通过的交通灯数的分布图。

X表示车在停止前所通过的交通灯数,取值为0,1,2,3,4。p=0.5 x5=4时 f(x)=(1-p)4p0 0.03175 x4=3时 f(x)=(1-p)3p 0.0625 x5=2时 f(x)=(1-p)2p 0.125 x5=1时 f(x)=(1-p)1p 0.25 x5=0时 f(x)= p 0.5 0.60.50.40.30.20.10012345

6超几何分布

X为一随机变量,其取值区间为[Max(0,M+n-N),Min(M,n)]上的整数,若的概率分布为

Cxn?xf(x)?MCN?MCnN

X


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