獨立重複實驗與二項分布

2022-01-24 13:10:03 字數 1534 閱讀 3748

一般地,在相同條件下重複做的\(n\)次試驗稱為\(n\)次獨立重複試驗。請注意這一概念的抽象性,比如乙個狙擊手\(10\)次射擊,就可以看成做了\(10\)次獨立重複試驗;再比如取了\(5\)個相同質量的燈泡,相當於做了\(5\)次獨立重複試驗。

介紹獨立重複試驗這一概念,是為二項分布做鋪墊。

一般的,在\(n\)次獨立重複試驗中,設事件\(a\)發生的次數為\(x\),每次試驗中事件\(a\)發生的概率為\(p\),則事件\(a\)恰好發生\(k\)次的概率為\(p(x=k)=c_n^k\cdot p^k\cdot (1-p)^\),(\(k=0,1,2,\cdots,n\)),此時稱隨機變數\(x\)服從二項分布,記為\(x\sim b(n,p)\),並稱\(p\)為成功概率。

解釋:二項展開式\([p+(1-p)]^n=1\)中,事件\(a\)發生\(k\)次,即對應展開式中的含\(p^k\)的項,其為\(c_n^k\cdot p^k\cdot c_^\cdot (1-p)^\),即\(p(x=k)=c_n^k\cdot p^k\cdot (1-p)^\),

若隨機變數\(x\)服從二項分布,記為\(x\sim b(n,p)\),則\(e(x)=np\),\(d(x)=np(1-p)\);

某吊燈上併聯著\(3\)個燈泡,如果在某段時間內每個燈泡能正常工作的概率都是\(0.7\),則在這段時間內吊燈能正常照明的概率是________.

解析:因為\(3\)個燈泡是併聯,每個燈泡是否能正常照明是相互獨立的,不受其他燈泡的影響,所以可以看成是\(3\)次獨立重複試驗。

設這段時間內能正常照明的燈泡的個數為\(x\),即隨機變數\(x\)服從引數為\(3\)和\(0.7\)的二項分布,即\(x\sim b(3,0.7)\),

這段時間內吊燈能照明表示3個燈泡中至少有1個燈泡能正常照明,即\(x>0\),

\(p(x>0)=1-p(x=0)=1-(1-0.7)^3=0.973\)。

故這段時間內吊燈能正常照明的概率是為\(0.973\).

比如,某狙擊手連續射擊\(10\)次,每次擊中目標的概率為\(0.99\),試回答以下問題:

①每一次射擊的事件\(a_1\)、\(a_2\)、\(\cdots\),\(a_\)之間的關係是什麼?

分析:\(a_1\)、\(a_2\)、\(\cdots\),\(a_\)之間是相互獨立的。

②10次射擊中恰好前三次擊中目標(事件\(a\))的概率;

分析:\(0.99^3\times0.01^7\),

③10次射擊中恰好最後三次擊中目標(事件\(b\))的概率。

分析:\(0.99^3\times0.01^7\)

④事件\(a\)與事件\(b\)是什麼關係?

分析:互斥,

⑤10次射擊中恰好連續三次擊中目標(事件\(c\))的概率。

分析:\(8\times0.99^3\times0.01^7\)

⑥事件\(a、b\)與事件\(c\)是什麼關係?

分析:事件\(c\)包含事件\(a,b\)。

⑦10次射擊中恰好有3次擊中目標的概率。

分析:\(c_^3\times0.99^3\times0.01^7\),它包含前面的情形。

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