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機率論與數理統計基礎(二):常用離散分布 二項、泊松、超幾何分、幾何、 負二項分布

本文列舉了常見的離散分布,關于它們的背景、機率分布列、數學期望與方差,以及與之相關的一些重要性質;比如幾何分布的無記憶性、 二項分布的泊松近似、超幾何分布的二項近似。。。。可作為離散分布的知識速查表。

目錄

1. 二項分布b(n,p)

2. 泊松分布 

機率論與數理統計基礎(二):常用離散分布 二項、泊松、超幾何分、幾何、 負二項分布

3 超幾何分布

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4 幾何分布 

機率論與數理統計基礎(二):常用離散分布 二項、泊松、超幾何分、幾何、 負二項分布

5 負二項分布 / 巴斯卡分布

機率論與數理統計基礎(二):常用離散分布 二項、泊松、超幾何分、幾何、 負二項分布

6 常用離散分布表

1. 二項分布b(n,p)

  • 背景:在n重伯努利實驗中成功的次數服從二項分布b(n,p),其中p為一次伯努利實驗中成功發生的機率,
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    .
  • 機率分布列:
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  • n=1 時,二項分布退化為二點分布【0-1分布】
  • 二項分布b(n,p) 的數學期望為
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     , 方差為 
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  • 機率論與數理統計基礎(二):常用離散分布 二項、泊松、超幾何分、幾何、 負二項分布
     ,則 
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     , 其中
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     是在n重伯努利實驗中失敗的次數

2. 泊松分布 
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  • 背景:機關時間【或機關面積、機關産品等】上稀有事件【不經常發生的事件】發生的次數
  • 機率分布列: 
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  • 機率論與數理統計基礎(二):常用離散分布 二項、泊松、超幾何分、幾何、 負二項分布
  • 二項分布的泊松近似(泊松定理)

在n重伯努利實驗中,記事件A在一次伯努利實驗中發生的機率為

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(與試驗次數n有關),如果當

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 時,有

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, 則 

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3 超幾何分布  
機率論與數理統計基礎(二):常用離散分布 二項、泊松、超幾何分、幾何、 負二項分布

  •  背景:從含有M個不合格産品的N個産品中,不放回地随機抽取n個,則其中含有的不合格品的個數服從超幾何分布。
  • 機率分布列:  
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     ,其中
    機率論與數理統計基礎(二):常用離散分布 二項、泊松、超幾何分、幾何、 負二項分布
     且
    機率論與數理統計基礎(二):常用離散分布 二項、泊松、超幾何分、幾何、 負二項分布
     均為正整數
  • 期望與方差:
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  • 超幾何分布的二項近似:當
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    ,    超幾何分布 
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     可用二項分布
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     近似,即
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, 其中

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 .  

  • 實際應用:當批量N較大、而抽出樣品數n較小時,不傳回抽樣可看作傳回抽樣的近似。

4 幾何分布 
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  •  背景:在伯努利試驗序列中,成功事件A首次出現時的試驗次數,  p為每次試驗中事件A發生的機率
  • 機率分布列: 
    機率論與數理統計基礎(二):常用離散分布 二項、泊松、超幾何分、幾何、 負二項分布
  • 期望與方差: 
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  • 幾何分布的無記憶性 

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 ,則對任意正整數m與n有: 

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5 負二項分布 / 巴斯卡分布  
機率論與數理統計基礎(二):常用離散分布 二項、泊松、超幾何分、幾何、 負二項分布

  • 背景:在伯努利試驗序列中,成功事件A第r次出現時的試驗次數, 
  • 機率分布列:
    機率論與數理統計基礎(二):常用離散分布 二項、泊松、超幾何分、幾何、 負二項分布
  • 期望與方差: 
    機率論與數理統計基礎(二):常用離散分布 二項、泊松、超幾何分、幾何、 負二項分布
  • 幾何分布與負二項分布的關系: r=1時的負二項分布為幾何分布,即 
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負二項分布的随機變量可以表示為r個獨立同分布的幾何分布随機變量之和,即

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 ,則 

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6 常用離散分布表

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參考資料:

機率論與數理統計教程-茆詩松-第二版 ;習題與解答

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