引入
从一批产品中抽 件检查,抽到次品的件数服从什么分布?
为什么”有放回”和”无放回”要用两个不同的分布?
当总数很大时,超几何分布能不能近似成二项分布?
二项分布和超几何分布描述的是同一类现象——” 次试验中成功多少次”,区别只在于每次试验是否独立。
正文
定义(二项分布)
在 次独立重复试验中,每次成功的概率为 ,则成功次数 服从二项分布,记作 :
三个条件
| 条件 | 含义 |
|---|---|
| 试验次数固定 | 确定 |
| 每次独立 | 前一次结果不影响后一次 |
| 成功概率恒定 | 每次都是 |
三个条件缺一不可。若”成功概率”会随试验改变(如无放回抽样),就不再是二项分布。
公式的构成
三部分各有含义:先决定 次成功出现在哪 次,再乘上对应的概率。若漏掉 ,就只算了”前 次成功”这一种情况。
超几何分布
定义
从含有 个”成功”元素的 个元素中,不放回地抽取 个,其中成功元素的个数 服从超几何分布:
| 部分 | 含义 |
|---|---|
| 从 个成功元素中取 个 | |
| 从剩余元素中取 个 | |
| 总的取法 |
两者的对照
| 项目 | 二项分布 | 超几何分布 |
|---|---|---|
| 抽样方式 | 有放回 | 无放回 |
| 各次试验 | 独立 | 不独立 |
| 成功概率 | 恒定 | 逐次变化 |
| 参数 | 、 | 、、 |
超几何分布的方差多了一个修正因子 ,它小于 ,所以超几何分布的方差更小。直觉上:不放回抽样减少了随机性,因为每抽走一个,剩余总体的构成就更确定。
近似关系
当 很大而 相对很小时,
超几何分布近似为二项分布,其中 。
| 条件 | 近似效果 |
|---|---|
| (通常 ) | 很好 |
| 接近 | 很差,必须用超几何 |
实际意义:从大批产品中抽检少量样品时,可以按二项分布计算,因为抽走几件对总体比例影响极小。
判断用哪个分布
| 题目特征 | 分布 |
|---|---|
| ”有放回”、“每次概率相同” | 二项 |
| ”不放回”、“从 个中抽 个” | 超几何 |
| ”独立重复试验” | 二项 |
| 总体很大、抽样比例很小 | 二项近似 |
常见误区
| 错误说法 | 问题 |
|---|---|
| ”不放回也可以用二项分布” | 除非 |
| “二项分布公式不用乘 “ | 漏掉了位置的选择 |
| ”超几何分布的期望不是 “ | 写成 ,形式与 一致 |
| ”两种分布方差相同” | 超几何多一个小于 的因子 |
| ” 在超几何分布中恒定” | 逐次变化 |
引出
为什么超几何分布的方差更小?
当 且 固定时,二项分布会趋近什么分布?
多项分布是二项分布的什么推广?