超幾何分布與二項分布及其期望

2022-04-30 04:03:06 字數 1692 閱讀 8486

驚奇的發現選修2-3上有期望的介紹,不過我沒有課本啊qwq。只能去網上找資料了。。

這兩節我感覺比較有意思,就記一下吧

名字真高大上

超幾何分布(hypergeometric distribution)是統計學上一種離散概率分布。它描述了由有限個物件中抽出$n$個物件,成功抽出指定種類的物件的個數(不歸還 (without replacement))。

舉個例子:

$n$個物品中有$m$個是不合格的,超幾何分布描述了在這$n$個樣本中選$n$個,其中有$k$個是不合格的概率

$$p(x = k) = \frac^}$$

若隨機變數$x$服從引數為$n, m, n$的超幾何分布,則記為$$x \sim h(n, m, n)$$

$e(x) = \frac$

證明(前方高能):

前置定理:

1. $k * c_m^k = m * c_^$

2. $\sum_^m c_m^k c_^ = c_n^n$

推導過程

\begin

e(x) &= \sum_^m k * \frac^} \\

&=\frac \sum_^m k c_m^k * c_^\\

&=\frac \sum_^m m c_^ c_^\\

&=\frac \sum_^m c_^c_^\\

&=\frac c_^ \\

&=\frac

\end

$$d(x) = )(1-\frac)(n-n) \over (n-1)}$$

在概率論和統計學中,二項分布(binomial distribution)是$n$個獨立的是/非試驗中成功的次數的離散概率分布,其中每次試驗的成功概率為$p$。這樣的單次成功/失敗試驗又稱為伯努利試驗。

實際上,當$n = 1$時,二項分布就是伯努利分布。

一般地,如果隨機變數$x$服從引數$n$和$p$的二項分布,我們記$x \sim b(n, p)$或$x \sim b(n, p)$.$n$次試驗中正好得到$k$次成功的概率為

$f(x;n,p) = p(x = k) c_n^k \ p^k \ (1-p)^$

$e(x) = np$

證明這不是很顯然的麼qwq。

$n$次試驗均為獨立的,每次試驗的成功率為$p$

根據期望的線性性$e(x) = e(x_1) + e(x_2) + \dots e(x_n) = np$

如果你想找刺激的話可以繼續往下看

$$p(x=k) = p^kq^, k = 0,1,2,..,n,q = 1-p\\$$

\begin

ex &= \sum_^n k p^kq^ \\

&= \sum_^n k p^kq^ \\

&= \sum_^n k }p^kq^ \\

&= np\sum_^n }p^q^ \\

&= np\sum_^np^q^\\

&= np[p^0q^+p^1q^+...+p^q^0] \\

&= np

\end

最後一步可以由二項式定理推得

$$d(x) = np(1 - p)$$

維基百科—超幾何分布

維基百科—二項分布

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