§2.3 泊松分布和二项分布的近似的解释解析

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二项分布正态分布泊松分布的区别和联系

二项分布正态分布泊松分布的区别和联系

二项分布正态分布泊松分布的区别和联系大家好,今天我们来聊聊二项分布、正态分布和泊松分布,这三个家伙可都是概率论里的“大腕儿”,虽然有时候让人头疼,但是它们在现实生活中可是无处不在哦!咱们就从它们的“区别和联系”这个角度来探讨一下吧。

咱们来看看二项分布。

二项分布呢,就像是一个抽奖活动,你不知道会抽到什么奖品,但是你知道每次抽奖只有两个选项:中奖或者不中奖。

而且呢,每次抽奖的概率都是一样的。

这个概率就是二项分布的概率参数,也就是成功的概率。

那么,如果我们知道这个概率是多少,比如说成功的概率是0.5,那么我们就可以算出在10次抽奖中中奖的次数是多少了。

当然啦,如果你想更了解二项分布,还可以了解一下它的期望值、方差等等概念。

接下来,咱们说说正态分布。

正态分布呢,就像是一个正常的人长相一样,它的形状是对称的,中间高两边低。

而且呢,正态分布在统计学里的地位可是非常重要的哦!因为它可以用来描述很多自然现象,比如人的身高、考试成绩等等。

而且呢,正态分布还有一个很酷的特点,就是它的均值和方差是可以自己设定的哦!这就意味着,我们可以根据实际情况来调整正态分布的形状,以便更好地描述我们关心的数据。

当然啦,正态分布在实际应用中还有很多其他的应用,比如假设检验、置信区间等等。

咱们来说说泊松分布。

泊松分布呢,就像是一个钟表一样,它的时间间隔是固定的,而且每个时间点的事件发生次数也是固定的。

这个概念听起来有点儿像二项分布,但是它们之间还是有很多区别的。

比如说,泊松分布的时间间隔是固定的,而二项分布没有这个限制;泊松分布的事件发生次数也是固定的,而二项分布则没有这个要求。

泊松分布还涉及到一个重要的概念——单位时间面积。

这个概念听起来有点儿专业,其实就是指在一个固定的时间段内,某个事件发生的总面积是多少。

泊松分布在实际应用中有很多用途,比如计算电话呼叫次数、交通事故发生次数等等。

好了,今天我们就先聊到这里吧。

希望大家能够通过对二项分布、正态分布和泊松分布的学习,更好地理解这些概率论里的概念。

二项分布到泊松分布的推导

二项分布到泊松分布的推导

二项分布到泊松分布的推导二项分布和泊松分布是概率论中常见的两种离散分布。

二项分布描述了在一系列相互独立的重复试验中,成功的次数的概率分布。

而泊松分布则描述了在一个固定时间段内,事件发生的次数的概率分布。

在某些情况下,当试验次数很大,但成功的概率很小的时候,二项分布可以近似为泊松分布。

本文将从二项分布出发,推导出泊松分布。

我们先来回顾一下二项分布的定义和性质。

二项分布的概率质量函数可以表示为:P(X=k) = C(n,k) * p^k * (1-p)^(n-k)其中,n表示试验的次数,k表示成功的次数,p表示每次试验中成功的概率,C(n,k)表示组合数。

接下来,我们假设当试验次数n趋向于无穷大,而每次试验成功的概率p趋向于0,同时n*p保持不变。

我们来推导一下当n趋于无穷大时,二项分布可以近似为泊松分布。

我们将二项分布的概率质量函数进行简化:P(X=k) = C(n,k) * p^k * (1-p)^(n-k)= n! / (k! * (n-k)!) * p^k * (1-p)^(n-k)接下来,我们对n!进行近似处理。

根据斯特林公式,当n趋于无穷大时,n!可以近似表示为:n! ≈ √(2πn) * (n/e)^n将这个近似式代入二项分布的概率质量函数中,得到:P(X=k) ≈ √(2πn) * (n/e)^n * (1/√(2πk) * (k/e)^k * (1/√(2π(n-k)) * ((n-k)/e)^(n-k)) * p^k * (1-p)^(n-k)我们可以将这个式子进一步简化。

首先,我们将√(2πn)和√(2πk)和√(2π(n-k))合并在一起,得到一个常数A:P(X=k) ≈ A * (n/e)^n * (k/e)^k * ((n-k)/e)^(n-k) * p^k * (1-p)^(n-k)接下来,我们将 (n/e)^n * (k/e)^k * ((n-k)/e)^(n-k)进行合并,得到一个常数B:P(X=k) ≈ A * B * p^k * (1-p)^(n-k)我们可以看到,A和B都是与n和k无关的常数。

二项分布正态分布泊松分布的区别和联系

二项分布正态分布泊松分布的区别和联系

二项分布正态分布泊松分布的区别和联系1. 引言嘿,大家好!今天我们来聊聊三位数学界的明星:二项分布、正态分布和泊松分布。

这三位在统计学中可是占据了一席之地,像一顿丰盛的盛宴,各有各的特色。

无论你是学霸还是小白,都能从中找到乐趣。

好了,咱们就开始这段有趣的旅程吧!2. 二项分布2.1 概述先来聊聊二项分布。

想象一下,你在抛硬币,每次都有两个结果:正面或反面,简单吧?这就是二项分布的基本思想。

二项分布其实是关于在固定次数的独立实验中,某个事件发生的次数的概率分布。

比如,你抛十次硬币,想知道正面朝上几次的概率,这时候二项分布就派上用场了。

2.2 公式与应用二项分布的公式其实不复杂:P(X=k) = C(n, k) * p^k * (1p)^(nk)。

听起来复杂?其实就是告诉你,C(n, k)是组合数,p是成功的概率,n是实验次数。

应用场景可多了,像调查满意度、投票结果等等,统统能用到它。

3. 正态分布3.1 概述接下来,我们来聊聊正态分布。

说到正态分布,很多人第一反应就是“钟形曲线”。

对,就是这个意思!正态分布常常用来描述自然现象,比如身高、体重等,大家聚在平均值附近,像是一群小鸟围着大树。

大树就是平均值,小鸟就是数据,越远离大树的小鸟,数量就越少。

3.2 特性与应用正态分布的神奇之处在于它有两个参数:平均值和标准差。

平均值决定了“大树”的位置,而标准差则决定了“小鸟”的分布范围。

它在各个领域都能见到,比如心理测试、质量控制等,简直是统计学的万金油!4. 泊松分布4.1 概述最后,我们来说说泊松分布。

泊松分布有点像二项分布的兄弟,但它处理的事情有点不同。

泊松分布主要关注在一个固定的时间或空间内,某个事件发生的次数。

比如说,某个时间段内接到的电话数量,听起来很实用吧?4.2 公式与应用泊松分布的公式是P(X=k) = (λ^k * e^(λ)) / k!,其中λ是平均发生率,k是发生次数。

是不是觉得有点复杂?但它的应用场景相当广泛,比如交通事故、客户到店数量等,完全可以帮助我们更好地做出预测。

二项分布与泊松分布参数的区间估计

二项分布与泊松分布参数的区间估计

二项分布与泊松分布参数的区间估计一、二项分布的参数估计二项分布是一种离散型概率分布,适用于一次试验中只有两个可能结果的情况,如抛硬币、掷骰子等。

在二项分布中,参数p表示成功的概率,n表示试验次数,X表示成功的次数。

在实际问题中,可以通过对样本进行观测,来估计二项分布的参数p。

设样本总数为N,其中成功的次数为n。

首先,我们可以计算样本中成功的比例估计值p'=n/N,称为样本比例。

根据大数定律,当N充分大时,样本比例p'趋近于成功概率p。

为了对p进行区间估计,常用的方法是使用二项分布的置信区间。

假设样本比例服从正态分布,根据格林估计法,二项分布的置信区间为:p' ± Z * sqrt(p' * (1 - p') / N)其中,Z是标准正态分布的分位数,代表置信水平的选择,N是样本总数。

二、泊松分布的参数估计在实际问题中,可以通过对样本进行观测,来估计泊松分布的参数λ。

设样本总数为N,其中事件发生的次数为n。

根据大数定律,当N充分大时,样本事件发生的平均发生率n/N趋近于参数λ。

为了对λ进行区间估计,常用的方法是使用泊松分布的置信区间。

假设样本事件发生的平均发生率服从正态分布,根据格林估计法,泊松分布的置信区间为:λ' ± Z * sqrt(λ' / N)其中,Z是标准正态分布的分位数,代表置信水平的选择,N是样本总数。

需要注意的是,对于二项分布和泊松分布的参数估计,以上所述的置信区间都基于大样本的情况。

当样本量较小时,可以采用Wilson方法或Agresti-Coull方法进行参数估计。

综上所述,二项分布和泊松分布的参数估计涉及到样本比例和样本事件平均发生率的计算,然后使用置信区间来估计参数的范围。

这对于对概率分布的参数进行推测和决策具有重要的意义。

推导概率分布的二项分布与泊松分布的计算公式与应用的综合应用与概率统计的综合应用

推导概率分布的二项分布与泊松分布的计算公式与应用的综合应用与概率统计的综合应用

推导概率分布的二项分布与泊松分布的计算公式与应用的综合应用与概率统计的综合应用概率统计是数学中的重要分支,以研究随机事件的发生规律和概率分布为主要内容。

在概率统计中,二项分布和泊松分布是两种常见的概率分布,它们具有广泛的应用。

本文将介绍二项分布和泊松分布的计算公式和应用,并探讨其在概率统计中的综合应用。

一、二项分布的计算公式与应用1. 二项分布的计算公式二项分布是指在n个相互独立的重复实验中,成功事件发生的次数X服从一种二项分布的概率分布。

其概率计算公式为:P(X=k) = C(n,k) * p^k * (1-p)^(n-k)其中,C(n,k)表示从n个实验中取k个的组合数,p表示每次实验成功的概率,(1-p)表示每次实验失败的概率,k表示成功事件发生的次数。

2. 二项分布的应用二项分布的应用非常广泛,特别是在实际生活和工作中,具有重要的意义。

以下是二项分布的几个常见应用场景:(1)品质控制:用于统计产品合格率、不良率等指标,帮助企业评估产品质量。

(2)投资决策:用于计算投资项目中成功和失败的概率,帮助投资者权衡风险和回报。

(3)市场调研:用于样本调查中统计特定结果发生的概率,帮助预测市场需求和消费者偏好。

(4)医学研究:用于临床试验中统计药物治疗效果、疾病发生率等指标,帮助评估治疗效果。

二、泊松分布的计算公式与应用1. 泊松分布的计算公式泊松分布是用于描述单位时间(或单位面积、单位长度等)内随机事件发生的次数的概率分布。

其概率计算公式为:P(X=k) = (λ^k * e^(-λ)) / k!其中,λ表示单位时间(或单位面积、单位长度等)内事件的平均发生率,k表示事件发生的次数。

2. 泊松分布的应用泊松分布具有广泛的应用领域,以下是几个常见的应用场景:(1)交通流量:用于预测道路、机场、车站等交通枢纽的拥堵情况和安全性。

(2)电话呼叫:用于计算单位时间内接到电话的数量,帮助电话客服合理分配人力资源。

二项分布和泊松分布

二项分布和泊松分布

二项分布和泊松分布
泊松分布和二项分布是讨论某单一变量分布的特点,泊松分布是二项分布n很大而P很小时的特殊形式。

双变量分布是单变量分布向多维的推广,其讨论的是两个变量的分布情况。

二项分布
在n次独立重复的伯努利试验中,设每次试验中事件A发生的概率为p。

用X表示n重伯努利试验中事件A发生的次数,则X的可能取值为0,1,…,n,且对每一个k(0≤k≤n),事件{X=k}即为“n次试验中事件A恰好发生k次”,随机变量X的离散概率分布即为二项分布。

泊松分布
泊松分布,台译卜瓦松分布,是一种统计与概率学里常见到的离散机率分布。

泊松分布是以18~19世纪的法国数学家西莫恩·德尼·泊松命名的,他在1838年时发表。

这个分布在更早些时候由贝努里家族的一个人描述过。

二项分布与泊松分布详解

二项分布与泊松分布详解
7-1。
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第1章绪论7章 二项分布与泊松分
18

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图7-1 二项分布示意图
第1章绪论7章 二项分布与泊松分
19

4.二项分布的数字特征
① 这里的数字特征主要指总体均数、方差、标 准差等参数。
② 随机变量X的数学期望 E(X)=μ。
二项分布与泊松分布详解演示文稿
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第1章绪论7章 二项分布与泊松分布
1
(优选)二项分布与泊松分布
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第1章绪论7章 二项分布与泊松分布
2
程琮教授简介
医学统计学教授,硕士生导师。男,1959年6月出生。汉族,无党派。1982 年12月,山东医学院公共卫生专业五年本科毕业,获医学学士学位。1994年7月,上 海医科大学公共卫生学院研究生毕业,获医学硕士学位。2003年12月晋升教授。现任预防 医学教研室副主任。主要从事《医学统计学》、《预防医学》,《医学人口统计学》等 课程的教学及科研工作,每年听课学生600-1000人。自2000年起连续10年,为硕士 研究生开设《医学统计学》、《SPSS统计分析教程》、《卫生经济学》等课程,同 时指导研究生的科研设计、开题报告及科研资料的统计处理与分析。发表医学统 计学及预防医学的科研论文50多篇。代表作有“锌对乳癌细胞生长、增殖与基因表达的 影响”,,“行列相关的测度” 等。主编、副主编各类教材及专著10部,代表作有 《医学统计学》、《SPSS统计分析教程》。获得院级科研论文及科技进步奖8项,院
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第1章绪论7章 二项分布与泊松分布

二项分布 、正态分布、泊松分布的关系

二项分布 、正态分布、泊松分布的关系

二项分布、正态分布、泊松分布的关系二项分布、正态分布和泊松分布是概率论中的三种重要分布,它们各自有不同的应用场景和特点。

以下将简要介绍它们的关系:1.二项分布:二项分布适用于伯努利试验,即在相同条件下独立重复进行的试验,每次试验只有两种可能的结果(通常用0和1表示),并且每次试验成功的概率为p。

在这种情况下,n次独立重复试验中成功k次的概率服从参数为n和p的二项分布。

2.正态分布:正态分布是一种连续概率分布,描述了许多自然现象的概率分布情况,例如人类的身高、考试分数等。

正态分布具有钟形曲线,且曲线关于均值对称。

正态分布的方差决定了分布的宽度,均值决定了分布的位置。

3.泊松分布:泊松分布适用于描述在单位时间内(或单位面积上)随机事件的预期次数,例如某时间段内到达的顾客数量或某地区交通事故发生的次数。

泊松分布的概率函数形式与二项分布类似,但泊松分布的参数λ是描述单位时间内随机事件的平均发生率,而不是概率。

关系总结:1.二项分布和泊松分布都是离散概率分布,适用于描述离散随机事件(二项分布是成功次数,泊松分布是随机事件次数)的概率。

2.正态分布是连续概率分布,适用于描述连续变量的概率分布情况。

3.在某些情况下,当二项分布的试验次数n非常大且每次试验的成功概率p非常小(但np保持常数)时,二项分布近似于泊松分布。

这种近似在统计学中被称为“泊松近似”。

4.正态分布在数学和统计学中具有重要地位,因为许多自然现象的概率分布情况都可以用正态分布来近似描述。

正态分布在概率论和统计学中有着广泛的应用。

总结来说,二项分布、正态分布和泊松分布在不同的应用场景下都有各自的特点和适用范围。

它们之间的关系在于泊松分布在一定条件下可以近似于二项分布,而正态分布在许多自然现象中都有广泛的应用。

二项分布和泊松分布的剖析

二项分布和泊松分布的剖析

概率是 t 的高阶无穷小。则 X 的概率函数为:

P(X=k)=
! K!
-!
e ,k=0,1,2,...
其 中 E( X) =!.!>0,称 X 服 从 泊 松 分 布 P(!), 这 里 的
条件下文中称为泊松条件。一般随机过程著作中使用母
函数工具推导泊松分布的概率函数 。
( 三) 对定义的剖析
泊松分布和二项分布都是对应于 “一 定 范 围 内 事 件
我 们 看 一 个 实 例: 二 战 期 间 伦 敦 南 部 的 576 个 小 区
的公式近似计算二项分布的概率。
域 被 535 枚 V- 1 飞 弹 击 中, 计 算 随 机 的 一 个 小 区 域 恰 好
( 二) 启发式数学表述
被击中 2 次的概率。
前面泊松分布的概率函数从一个满足泊松条件的计
一般都不假思索, 设为随机的一个小区域被击中的
A 发生的次数”的问题, 二项分布指的“一 定 范 围 ”是 次 贝
努 里 试 验 。 泊 松 分 布 中 的 “时 间 段 ”的 概 念 引 申 为 空 间
(用体积 度 量), 区 域(用 面 积 度 量)等, 泊 松 分 布 中 的 “一 定
范围”指的是诸如体积面积长度重量时间的范围, 下文中
称为区间, 故一般教材中这样表述: 在一定条件下, 单位
二项分布的理论概率 泊松分布的理论概率 二项分布的理论频数 泊松分布的理论频数 实际频数 二项分布的百分比误差 泊松分布的百分比误差
0.39470
0.39502
227.35
227.53
229
0.007267
0.006455
0.36724
0.36690

二项分布近似为泊松分布的证明

二项分布近似为泊松分布的证明

二项分布近似为泊松分布的证明好嘞,今天我们来聊聊二项分布和泊松分布这两位“数学朋友”的故事,听上去有点复杂,但其实挺简单的。

想象一下,二项分布就像是个贪吃的小孩,他总是喜欢在玩具店里挑选玩具。

每次去,他都可以挑选好几个玩具,这些玩具能是各种颜色、形状,甚至会有些古怪的造型。

就比如,你想知道在十次挑选中,选中某个特定玩具的次数。

这时候,二项分布就出来了,像个数学小天使,帮你计算出选中的概率。

不过,别忘了,咱们的“贪吃小孩”总是会面临一些问题。

比如说,玩具太多了,挑选的次数也很多。

这样的情况下,统计起来就有点麻烦了。

这时候,泊松分布就像是一位老爷爷,轻轻松松地把复杂的事情变得简单。

他说:“嘿,孩子,别担心,只要你满足一些条件,我就可以帮你把二项分布化繁为简!”好吧,具体条件是什么呢?试验次数得多。

就像你在玩具店里拼命挑选,十次挑选远远不够。

试试一百次,甚至一千次吧。

第二,你要确保每次挑选特定玩具的概率很小,像一根针掉进大海,几乎没什么可能。

听起来像个乞丐捡到黄金的几率,但这就是我们要的。

挑选的次数越多,成功的概率越小,泊松分布就会愈发接近,像两位老朋友慢慢融合。

咱们来点儿实际的。

想象一下,你的玩具店里有一百种玩具,你每次挑选某个玩具的概率是0.01。

这样一来,虽然你去挑选的次数很多,但每次成功的几率依然是个小数。

这就符合了我们的条件。

于是,二项分布的复杂公式变得简单易懂。

哎哟,真是太神奇了!在实际应用中,咱们常常会用泊松分布来描述一些事件发生的频率,比如一天之内商店里进来多少顾客。

试想,如果某商店平均每天接待十位顾客,而每位顾客到达的概率又不算高。

用泊松分布的话,就能很好地帮商店老板预测明天来多少顾客。

听起来是不是很实用?老板如果知道来了多少顾客,肯定能提前准备好小点心招待他们,嘿嘿!现在你可能在想,二项分布和泊松分布到底有什么关系呢?这就像是两种不同的乐器,尽管它们的声音各异,但和谐的曲调却让人心醉。

二项分布、泊松分布、正态分布的联系

二项分布、泊松分布、正态分布的联系

二项分布、泊松分布、正态分布的联系二项分布、泊松分布和正态分布是统计学中常见的三种分布类型。

它们在不同的领域和应用中被广泛使用,包括生物学、物理学、经济学和工程学等。

虽然它们各自有不同的特征和应用,但是它们之间也存在联系和相互影响,本文将探讨这些联系。

一、二项分布二项分布是一种离散概率分布,表示在一系列独立的试验中成功次数的概率分布。

它的特征是每个试验的结果只有两种可能,成功或失败,而且每个试验的成功概率是固定的。

对于一个二项分布来说,它的概率密度函数可以表示为:P(X=k)=C(n,k)p^k(1-p)^(n-k)其中,n表示试验次数,p表示每次试验的成功概率,k表示成功的次数,C(n,k)表示组合数,表示从n个试验中选k个试验成功的组合数。

二项分布在实际应用中非常常见,例如在制造业中检验产品的合格率、在市场调查中统计消费者的购买意愿等。

通过计算二项分布可以得到试验中成功的概率,从而做出相应的决策。

二、泊松分布泊松分布是一种离散概率分布,用于描述在一定时间或空间内发生某一事件的次数。

它的特征是事件的发生是随机的,而且事件发生的概率在时间或空间上是均匀分布的。

对于一个泊松分布来说,它的概率密度函数可以表示为:P(X=k)=e^(-λ)(λ^k)/k!其中,λ表示单位时间或单位空间内事件发生的平均次数,k 表示事件发生的次数。

泊松分布在实际应用中也非常常见,例如在交通流量的研究中、在疾病流行的研究中等。

通过计算泊松分布可以得到事件发生的概率,从而做出相应的决策。

三、正态分布正态分布是一种连续概率分布,也称为高斯分布。

它的特征是在自然界中非常常见,例如身高、体重、温度等。

正态分布的概率密度函数可以表示为:f(x)=1/σ√(2π) e^(-(x-μ)^2/(2σ^2))其中,μ表示分布的平均值,σ表示分布的标准差。

正态分布在实际应用中也非常常见,例如在统计样本的分布中、在财务分析中等。

通过计算正态分布可以得到分布的概率密度,从而做出相应的决策。

浅析二项分布与泊松分布之间的关系

浅析二项分布与泊松分布之间的关系

学年论文题目:浅析二项分布与泊松分布之间的关系学生:学号:院(系):理学院专业:信息与计算科学指导教师:安晓钢2013 年11月25日浅析二项分布与泊松分布之间的关系信息121班; 指导教师:安晓钢(陕西科技大学理学院 陕西 西安 710021)摘 要:泊松分布刻画了稀有事件在一段时间内发生次数这一随机变量的分布,如电话交换台单位时间内接到的呼唤次数等。

二项分布是n 个独立的是/非试验中成功的次数的离散概率分布。

它们有着密切的关系。

泊松分布是二项分布的特例。

某现象的发生率很小,而样本例数n 很大时,则二项分布接近于泊松分布,即:如果试验次数n 很大,二项分布的概率p 很小,且乘积np =λ比较适中,则事件出现的次数的概率可以用泊松分布来逼近。

事实上,二项分布可以看作泊松分布在离散时间上的对应物,是二项分布的特例。

通过分析二项分布和泊松分布之间的关系,使学生对概率分布理论的理解更为深刻,能够将学到的理论知识应用在实际生活中,从而提高自己的综合素质。

关 键 词:二项分布, 泊松分布, 近似The Application of Asignment PoblemABSTRACT: Poisson distribution is used to depict the distribution of rare events that a random variable frequency over a period of time, such as a telephone exchange in unit time received the call number. The two distribution is n independent / discrete probability distributions of number of successful non trials. They have a close relationship. Poisson distribution is two distribution case. The incidence of the phenomenon is very small, and the number of sample n is large, then the two distribution is close to the Poisson distribution, i.e.: if the test number n is large, the two probability distribution P is small, and the product of lambda = N P is moderate, the probability of the event can be used to force the Poisson distribution near. In fact, the two distribution can be seen as the counterpart of Poisson distribution in discrete time, are the two distribution case. Through the analysis of the relationship between two binomial distribution and Poisson distribution, enables the student to the theory of probability distribution for more profound understanding will be able to learn the application of theoretical knowledge in real life, so as to improve their comprehensive quality.KEY WORDS : Two distribution, Poisson distribution, Approximate1、问题重述:泊松分布刻画了稀有事件在一段时间内发生次数这一随机变量的分布,如电话交换台单位时间内接到的呼唤次数,某公共汽车站在单位时间内来站乘车的乘客数,宇宙中单位体积内星球的个数,耕地上单位面积内杂草的数目等。

二项分布与泊松分布

二项分布与泊松分布
此例:n=50,x=10 查表得95%CI为:10%~34%。
二项分布的应用
2 正态近似法:应用条件:np及n(1−p)均≥5
p±uαsp
例:在某地随机抽取329人,做HBsAg检验,得阳性 率为8.81%,求阳性率95%置信区间。 已知:p=8.81%,n=329,故:
s p p ( 1 p ) /n 0 .0( 1 8 0 .0 8) 8 /3 1 8 2 0 .0 1 9 1 1 .5 % 5 6 6
第一节 二项分布和总体率的估计
一、二项分布 (一)二项分布的概念
在生命科学研究中,经常会遇到一些事物, 其结果可分为两个彼此对立的类型,如一个病 人的死亡与存活、动物的雌与雄、微生物培养 的阳性与阴性等,这些都可以根据某种性状的 出现与否而分为非此即彼的对立事件。这种非 此即彼事件构成的总体,就称为二项总体 (binomial population)。
二、二项分布的应用
(一 )、总体率的估计
1 查表法:附表6百分率的置信区间表直接
列出了X≤n/2的部分。其余部分可以查nx的阴性部分的QL~QU再相减得 PLand pU PL=1-QL 1-QU 例:某地调查50名儿童蛔虫感染情况,发现有10人大便
中有蛔虫卵,问儿童蛔虫感染率的95%置信区间是多少?
1份混合样本中含有k份阳性的概率为当k0时p0是说混合样品中没有1阳性样品的原始概率反映的是混合样品阴性的概率当收集的样本数量很大时全部检验费时费力可以用群检验的方法进行解决若每个标本的阳性概率为则其阴性概率为q1便是某个群m个标本均为阴性的概率一个群为阴性的群的概率而1q就为一个群阳性的概率
二项分布与泊松分布
第一节 二项分布和总体率的估计
二项分布(binomial distribution) 就是对这种只具有两种互斥结果的离散型 随机变量的规律性进行描述的一种概率分 布。由于这一种分布规律是由瑞士学者贝 努里(Bernoulli)首先发现的,又称贝努里 分布。

实验三 二项分布与泊松分布的近似关系

实验三 二项分布与泊松分布的近似关系
教师评语与成绩:
其次,得到随机变量X的取值k,k=0,1,2,…,30;
再次,利用函数BINOMDIST计算二项分布相应的概率值;利用POISSON计算出泊松分布的概率值
最后,利用Excel中的【图表向导】绘制出二项分布和泊松分布柱形图.
实验结果与实验总结(体会)
试验次数n
取值
二项概率
泊松概率
27
0
0.000
0.0000
实验所用软件及版本: Excel 2003
实验过程:
制作滚动条演示二项分布概率和泊松分布概率的近似关系:
先设置对试验次数n的滚动条(n的值显示在A3单元格内):在Excel界面中依次点击【开发工具】/【插入】,在出现的【表单控件】对话框中点击【滚动条(窗体控件)】,然后再在工作表空白区任意点击即出现的滚动条,并可调整其位置、大小,再右击此滚动条,然后在出现的对话框中设置控件格式,包括最大值、最小值、步长、页步长等,关键是在【单元格链接】框中输入要对其值进行滚动的单元格;
班 级
数学学院2011级C班
学号
114090312
姓名
孔帅
实验名称
二项分布与泊松分布的近似关系
问题的背景:
二项分布和泊松分布都是重要的离散型分布,在实际中均有广泛的应用.一般说来,大量重复试验中稀有事件出现的频数X均服从或近似服从泊松分布.泊松分布是由法国数学家泊松于1837年作为二项分布的极限分布而导出的,这在当时是一项了不起的发现.
实验目的和内容:
实验目的:让实验者在计算机上学会二项分布和泊松分布相关概率列、分布函数及分位
数的计算方法,掌握在Excel中动态演示二项分布和泊松分布近似关系的方法.
内容:掌握计算二项分布和泊松分布相关概率分布列、分布函数的命令,学会滚动条的制作并能用滚动条对不同的n和p进行滚动控制,从而实现对二项分布和泊松分布近似关系的动态演示并对演示结果进行总结分析.

二项分布与泊松分布的应用

二项分布与泊松分布的应用

二项分布与泊松分布的应用在统计学和概率论中,二项分布和泊松分布是两种重要的离散概率分布,它们广泛应用于各个领域,如生物统计、金融、工程、社会科学和质量控制等。

理解这两种分布的特性及其应用场景,可以帮助我们更好地进行数据分析与决策。

一、二项分布的基本概念二项分布用于描述在固定次数的独立试验中成功次数的概率。

每次试验有两个可能的结果——成功或失败。

具体地说,如果我们进行( n ) 次独立试验,每次成功的概率为 ( p ),则成功次数 ( X ) 的分布可以表示为:[ P(X = k) = C(n, k) p^k (1 - p)^{n - k} ]其中,( C(n, k) ) 是组合数,表示从 ( n ) 次试验中成功( k ) 次的方式总数。

1.1 应用场景二项分布的应用非常广泛,常见的场景包括:医学临床试验:在药物测试中,通过一定数量的病人检测药物是否有效。

若成功则为阳性反应,失败则为阴性反应。

问卷调查:在市场研究中,我们可以用二项分布来模拟调查中选择特定选项人数的概率。

生产过程质量控制:在批量生产中,可以通过随机抽样来判断产品不合格率。

例如,在一家冰激凌厂,假设每个冰激凌都是合格的概率为 0.9。

如果我们随机挑选 10 个冰激凌,想知道其中恰好有 8 个是合格品的概率,可以使用二项分布进行计算。

二、泊松分布的基本概念泊松分布是一种用于描述单位时间或单位面积内事件发生次数的概率分布。

例如,在某个固定的时间段内,交通事故发生的次数、电话中心接到电话的次数等都可以用泊松分布来建模。

其概率质量函数为:[ P(X = k) = ]这里,( ) 是单位时间或面积内事件发生的平均次数,( k ) 是事件发生的实际次数。

2.1 应用场景泊松分布同样在许多领域具有实际应用,包括但不限于:排队理论:如银行、医院等服务场所,可以使用泊松分布来分析顾客到达的频率。

故障率分析:工程领域中,可以用来描述机器设备故障事件发生频率,以及维护需求。

二项分布与泊松分布的应用

二项分布与泊松分布的应用

在物理学中,泊松分布 也被用于描述放射性衰 变的期望值,例如式为:DX = λ
方差可以用来衡量随机事件的波 动程度
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方差的计算需要考虑随机事件的 概率和频率
在泊松分布中,方差与期望值λ相 等
适用场景的对比
计算成功次数
定义:二项分布是描述在n次独立 重复的伯努利试验中成功次数的 概率分布。
公式:X~B(n,p),其中X表示成 功次数,n表示试验次数,p表示 每次试验成功的概率。
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应用场景:例如,在n次抛硬币试 验中,计算正面朝上的次数。
泊松分布与二项分布的关系:当n 很大,p很小,且np=λ(λ为常 数)时,二项分布近似于泊松分 布。
泊松分布的应用范 围广泛,包括物理 学、生物学、医学 、经济学等领域。
在实际应用中,泊 松分布可以通过数 学公式和概率图来 描述随机事件的概 率分布情况。
计算随机事件的概率
泊松分布适用于 描述单位时间内 随机事件的概率 分布情况
泊松分布的参数 λ表示单位时间 内随机事件的平 均发生率
通过泊松分布, 可以计算出随机 事件发生的具体 概率
注意事项:当n很大或者p很小时,二项分布可能会呈现出泊松分布的特性
与泊松分布的关系:当n充分大且p充分小时,二项分布近似于泊松分布
描述随机事件的概率模型
泊松分布适用于在 一定时间内随机事 件的概率分布,如 单位时间内随机事 件发生的次数。
泊松分布在二项分 布的基础上,考虑 了随机事件的独立 性和成功概率,从 而更准确地描述随 机事件。
二项分布与泊松分布在参数取值范围上也有所不 同,二项分布的参数p取值范围为0<p<1,而泊 松分布的参数λ可以取任意正值。

二项分布到泊松分布的推导

二项分布到泊松分布的推导

二项分布到泊松分布的推导二项分布和泊松分布都是常见的概率分布,它们在统计学和概率论中有着重要的应用。

二项分布描述了n次独立的伯努利试验中成功的次数,而泊松分布则描述了在一个时间段内某事件发生的次数。

那么,二项分布是如何演化为泊松分布的呢?我们来看一下二项分布的定义和性质。

在进行n次独立的伯努利试验中,每次试验成功的概率为p,失败的概率为q=1-p。

那么,在这n次试验中成功的次数X就是一个服从二项分布的随机变量。

其概率质量函数可以表示为:P(X=k) = C(n,k) * p^k * q^(n-k)其中,C(n,k)表示组合数,等于n个元素中取k个元素的组合数。

二项分布的期望值和方差分别为:E(X) = npVar(X) = npq接下来,我们考虑当n趋向于无穷大时,二项分布会演化为什么样的分布。

假设我们固定了一个时间段,将其等分为n个小的时间段,且每个小时间段内某事件发生的概率非常小,即p接近于0,同时n 接近于无穷大。

那么,在这个时间段内某事件发生的次数X就可以近似地用泊松分布来描述。

泊松分布的概率质量函数可以表示为:P(X=k) = (lambda^k * e^(-lambda)) / k!其中,lambda是事件在单位时间内平均发生的次数,e是自然对数的底数。

泊松分布的期望值和方差均为lambda。

现在,我们来推导一下二项分布到泊松分布的过程。

我们将二项分布的期望值和方差表示为:E(X) = npVar(X) = npq当n趋向于无穷大时,我们可以将p表示为lambda/n,q表示为1-lambda/n。

将p和q代入二项分布的期望值和方差中,得到:E(X) = lambdaVar(X) = lambda * (1 - lambda/n)由于lambda是一个常数,当n趋向于无穷大时,上述方差可以近似为:Var(X) ≈ lambda这意味着,当n趋向于无穷大时,二项分布的方差逐渐趋近于期望值。

验证泊松分布近似二项分布的条件和结论

验证泊松分布近似二项分布的条件和结论

验证泊松分布近似二项分布的条件和结论二项分布的泊松定理:设0< p 〈1,如果p 充分小,自然数n 充分大,λ=np ,则对于每个k 〈= n ,有近似公式:b(k;n,p)≈λλ-e k k!。

通常,我们取这个n 为10。

以下,就针对n>=10的条件与结论进行验证。

在本文中,我们通过数学软件R 计算并在Matlab 上绘出相应的图形,对定理得条件和结论进行验证,为了使p 足够小,我们取p=0.09。

作出当n = 5,n =10,n =20,n =30,n =50的情况下,二项分布与泊松分布的近似情况。

在R 软件上对n = 5,n =10,n =20,n =30,n =50上分别计算:当 n =5时:> x<-0:5> y<-dbinom(x,5,0.09)> y[1] 0.6240321451 0.3085873245 0.0610392510 0.0060368490 0.0002985255[6] 0.0000059049> z<-dpois(x,0.45)> z[1] 6.376282e-01 2.869327e-01 6.455985e-02 9.683978e-03 1.089447e-03[6] 9.805027e-05在Matlab 上作图,并用折线连结。

>> x=[0 1 2 3 4 5];>> y=[0.6240321451 0.3085873245 0.0610392510 0.0060368490 0.0002985255 0.0000059049]; >> z=[6.376282e-01 2.869327e-01 6.455985e-02 9.683978e-03 1.089447e-03 9.805027e-05]; >> plot(x,y,'ro',x,z,'bo',x,y,'r',x,z)在R上计算y与z的差值:> y-z[1] -1.359601e-02 2.165466e-02 -3.520599e-03 -3.647129e-03 -7.909220e-04 [6] -9.214537e-05当n =10时:> x<-0:10> y<-dbinom(x,5,0.09)> y[1] 0.6240321451 0.3085873245 0.0610392510 0.0060368490 0.0002985255 [6] 0.0000059049 0.0000000000 0.0000000000 0.0000000000 0.0000000000 [11] 0.0000000000> z<-dpois(x,0.45)> z[1] 6.376282e-01 2.869327e-01 6.455985e-02 9.683978e-03 1.089447e-03[6] 9.805027e-05 7.353770e-06 4.727424e-07 2.659176e-08 1.329588e-09 [11] 5.983146e-11在Matlab上作图,并用折线连结。

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P X 3 1 C 0.1 0.9
k 0 k 10 k
2
10 k
0.0702.
10
四、泊松分布
两点分布和二项分布都是以伯努利试验为背 景,即将要研究的分布以法国数学家和物理学
家——泊松的名字来命名. 若离散型随机变量X的分布列为
P X k
P X k C p q
k n k
n k
,
k 0, 1, 2,
其中
, n,
0 p 1 , q p 的二项分布,记作 X ~ B n, p .
分布列正则性验证:
p C
k 0 k k 0
n
n
k n
pq
k
n k
p q 1.
n k

k
k!
e .



C p 1 p
k n k

np
n很大, p很小

k
k!
e .
14
这个结论可叙述为:


n 较大, p 很小的条件下,参数为 n,
p 的二项分布的概率计算问题可以转化成参数

np 的泊松分布的概率计算问题.
例2.11 在例2.9中,根据二项分布我们已 经计算出了认为新药有效的概率约为7.02℅,
1 1 得 p , 故 X ~ B 3, , 于是 3 3 2 1 2 2 2 P X 2 C3 . 3 3 9
9
例2.9 已知某种疾病患者自然痊愈率为0.1,
为了鉴定一种新药是否有效,医生把它给10个病 人服用,且事先规定一个决策准则:这10个病人 中至少有3个人治好此病,则认为这种药有效,提 高了痊愈率;反之,则认为此药无效.求新药完 全无效,但通过试验被认为有效的概率. 解 每次成功(病人痊愈)的概率为0.1,用X表 示10个病人中痊愈的人数,则 X ~ B 10, 0.1 . 于是,所求概率为
如果一个随机变量X只有两个可能取值,则 称X服从两点分布. ◆新生婴儿是男还是女; 都可以用一 ◆一次抽样的结果是正品还是次品; 个服从两点 分布的随机 ◆掷一枚骰子是否掷出点2; 变量来描述 ◆一次投篮是否投中; ◆一次投标是否中标.
3
任何两点分布,均可通过变换化成如下标准概型
X
0
1
P
或用公式表示为
1 p
k
p
1 k
P X k p (1 p)
0, F x 1 p, 1,
, k 0, 1 .
此时,称X服从参数为 p 的0-1分布,其分布 函数为
x 0, 0 x 1, x 1.
4
三、二项分布
若X表示每次试验成功概率为 p 的 n 重伯 努利试验中成功的次数,则可把伯努利公式 (1.9)重新写成如下的形式
交通岗1
交通岗2
交通岗3
7
解 考察在每个交通岗是否遇到红灯相当于 作一次试验,每次试验有两个可能结果:遇到红 灯或没有遇到红灯,即成功或失败.用X表示途 中遇到红灯的次数,则X就是在每次成功概率为 0.4的3重伯努利试验中恰好成功的次数,从而
X ~ B 3, 0.4 . 于是,所求概率为 P X 1 1 P X 0
12
例2.10 某城市每天发生火灾的次数
X ~ P 1 ,
求该城市一天内发生3次或3次以上火灾的概率. 解 P X 3 1 P X 3 1
2
P X k
k 0
2
1k 1 对立事件公式 1 e 1 0.920 0.08. k 0 k !
现在我们利用二项分布的泊松近似重新计算认
为新药有效的概率.
15

P X 3 C 0.1 0.9
k 3 k 10 k
10
10 k
1 1 e k 3 k !
二项分布的泊松
10
k
0.0803.
近似
查泊松分布 表(附表1)
查泊松分布 表(附表1)
13
泊松分布有一个非常实用的特性——二项分
布的泊松近似.具体地讲,设
X ~ B n, p ,
k n k n k
Y ~ P , 其中 n 较大,p 很小,而 np,
如果要计算
P X k C p 1 p
,
那么可近似计算
P Y k
§2.3几种重要的离 散型分布
1
一、单点分布
如果一个随机变量X只有一个取值C,则称X 服从单点分布.显然,它的分布列为
P X C 1,
分布函数为
0, x C , F x 1, x C .
任何常数都可以看作是一个随机变量,并称
为常数值随机变量.
2
二、两点分布
n
二项式定理
每个
pk C p q
k n k
nk
恰好是二项式
p q
n
展开式中的各项,这就是“二项分布”这个名 称 的来历.
6
特别地,若 X ~ B 1, p , 则X服从参数为
p 的0-1分布.
例2.7 设从学校乘汽车到火车站的途中有3 个交通岗,在各交通岗遇到红灯是相互独立的, 其概率均为0.4,求途中遇到红灯的概率.
1 C 0.4 0.6 0.784 .
0 3 0 3
8
例2.8 设随机变量X服从参数为 项分布,已知 P X 1 解 由
n, p 的二
19 求 , P X 2 . 27
19 3 P X 1 1 P X 0 1 1 p 27

k
k!
e , k 0, 1, 2,

,
其中 0, 则称X服从参数为 记作 X ~ P .
的泊松分布,
11
分布列正则性验证:
p k !e
k 0 k k 0



k

e

k! e
k 0


k

e

1.
服从或近似服从泊松分布的例子是大量存在: ◎服务系统在单位时间内来到的顾客数; ◎击中飞机的炮弹数; ◎大量螺钉中不合格品出现的次数; ◎数字通讯中传输数字中发生的误码个数; ◎母鸡在一生中产蛋的只数.
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