概率論與數(shù)理統(tǒng)計第2章.ppt



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1、P43習題一 18,解: 設,經(jīng)過n次交換后,黑球出現(xiàn)在甲袋中,即,2.3 幾種常見的離散型分布,一、兩點分布,二、二項分布,三、泊松(Poisson)分布,定義,其分布為,且,特別地,,點分布,,即,一、兩點分布,兩點分布是最簡單的一種分布,任何一個只有兩種可能結果的隨機現(xiàn)象, 比如新生嬰兒是男還是女、明天是否下雨、種籽是否發(fā)芽等, 都屬于兩點分布.,說明,例1 拋擲一枚質地均勻的硬幣,有兩種可能的結果:H表示正面朝上,T表示背面朝上,引入變量X,令,pi=P X=i =0.5 ( i = 0, 1 ),X的概率分布表:,概率分布為,,例2,200 件產(chǎn)品中,,有 196 件是正品,,則,服
2、從參數(shù)為 0.98 的兩點分布.,于是,,4 件是次品,,今從中隨機地抽取一件,,若規(guī)定,二、二項分布,,,很顯然, n重伯努利試驗中成功的次數(shù)服從二項分布,事實上,二項分布就是來源于n重伯努利試驗模型,n=1時,,即 PX=0=1-p, PX=1= p,PX=k=pk(1-p)1-k , (k=0,1),,(0-1)分布,性質,,二項分布的圖形特點:,二項分布中最可能出現(xiàn)次數(shù)的定義與推導,則稱 為最可能出現(xiàn)的次數(shù),,,當( n + 1) p 整數(shù)時, 在 k = ( n + 1) p 處的概率取得最大值,例如: 獨立射擊5000次, 命中率為0.001,,解 (1) k = ( n + 1
3、)p ,= ( 5000+ 1)0.001 =5,求 (1) 最可能命中次數(shù)及相應的概率;,(2) 命中次數(shù)不少于1 次的概率.,(2) 令X 表示命中次數(shù),則 X B(5000,0.001),本例 啟示,例3 一張考卷上有5道選擇題,每道題列出4個 可能答案,其中只有一個答案是正確的某學 生靠猜測至少能答對4道題的概率是多少?,解 每答一道題相當于做一次伯努利試驗,,則,例4,一大批種子發(fā)芽率為90%,今從中任取10粒.求播種后, 求(1)恰有8粒發(fā)芽的概率;(2)不小于8粒發(fā)芽的概率。,解,XB(10, 0.9),(1) P(X=8)=,P(X=8)+P(X=9)+P(X=10),練習 設
4、X B(2, p), Y B(4, p), 已知 P(X1) = 8/9, 求 P(Y1).,解: 由 P(X1) = 8/9 ,知 P(X=0) = 1/9.,由此得: P(Y1) = 1 P(Y=0),所以 1/ 9 = P(X=0) =(1p)2,,從而解得: p = 2/3.,= 1- (1p)4 = 80/81.,隨機變量X所有可能取值為0,1,2,,取各個值的概率,稱X服從參數(shù)為的泊松分布,記為XP().,(1) P X=k0.,三、泊松(Poisson)分布,性質,泊松分布的背景及應用,二十世紀初盧瑟福和蓋克兩位科學家在觀察與分析放射性物質放出的 粒子個數(shù)的情況時,他們做了26
5、08次觀察(每次時間為7.5秒)發(fā)現(xiàn)放射性物質在規(guī)定的一段時間內, 其放射的粒子數(shù)X服從泊松分布.,,,,服務臺在某時間段內接待的服務次數(shù)X; 交換臺在某時間段內接到呼叫的次數(shù)Y; 礦井在某段時間發(fā)生事故的次數(shù); 顯微鏡下相同大小的方格內微生物的數(shù)目; 單位體積空氣中含有某種微粒的數(shù)目,體積相對小的物質在較大的空間內的稀疏分布,都可以看作泊松分布,其參數(shù) 可以由觀測值的平均值求出。,實際問題中若干R.v.X是服從或近似服從 Poisson分布的,例5,一輸電網(wǎng)一年中意外輸電中斷的次數(shù)服從參數(shù)為6的Poisson分布,問一年中不多于兩次意外斷電的概率.,解,設一年中的意外斷電次數(shù)為X,,所以,一
6、年中不多于兩次斷電的概率為,,,,,,,,=0.06197,查表(P299附表2),,例6,解,二項分布的泊松逼近,對二項分布,計,算其概率很麻煩.,例如,,要計算n=5000,故須尋求近似計算方法.,這里先介紹二項分布的,泊松逼近,,在第五章中還將介紹二項分布的正態(tài),逼近.,泊松定理,每次試驗中發(fā)生的概率為,為常數(shù)),,則有,該定理于1837年由法國數(shù)學家泊松引入!,證明:,可見,當n充分大,p又很小時,可用泊松分布來近似二項分布!,實際計算中,,時近似效果變很好.,在某個時段內:,大賣場的顧客數(shù);,某地區(qū)撥錯號的電話呼喚次數(shù);,市級醫(yī)院急診病人數(shù);,某地區(qū)發(fā)生的交通事故的次數(shù)., ,一個
7、容器中的細菌數(shù);,一本書一頁中的印刷錯誤數(shù);,一匹布上的疵點個數(shù);, ,放射性物質發(fā)出的 粒子數(shù);,例7 某一地區(qū),一個人患某種疾病的概率為0.01,設各人患病與否相互獨立.現(xiàn)隨機抽取200人,求其中至少4人患這種病的概率.,解以X記200人中患此病的人數(shù),,所求概率為,查泊松分布表(附表),則XB(200,0.01).,利用泊松定理,,例8 一家商店采用科學管理,由該商店過去的銷售記錄知道,某種商品每月的銷售數(shù)可以用參數(shù)=5的泊松分布來描述,為了以95%以上的把握保證不脫銷,問商店在月底至少應進某種商品多少件?,解:,設該商品每月的銷售數(shù)為X,,已知X服從參數(shù)=5的泊松分布.,設商店在月底
8、應進某種商品m件,,進貨數(shù),銷售數(shù),查泊松分布表得,P(Xm) 0.05,也即,于是得 m+1=10,,或,m=9件,例9 設一只昆蟲所生蟲卵數(shù)為隨機變 量 X ,,設各個蟲卵是否能發(fā)育成幼蟲是 相互獨立的.,已知X P(),且每個蟲卵發(fā)育,成幼蟲的概率為 p.,求一昆蟲所生的蟲卵發(fā)育成幼蟲數(shù) Y 的概率分布.,解,昆蟲,,X 個蟲卵,,Y 個幼蟲,已知,由全概率公式,故,記為 X H(n, N, M).,超幾何分布對應于不返回抽樣模型 :,N 個產(chǎn)品中有 M 個不合格品,,從中抽取n個,不合格品的個數(shù)為X .,4. 超幾何分布*,分析,這是不放回抽樣.但由于這批元件的總數(shù)很大, 且抽查元件的
9、數(shù)量相對于元件的總數(shù)來說又很小,因而此抽樣可近似當作放回抽樣來處理.,例,解,圖示概率分布,記為 X Ge(p),X 為獨立重復的伯努里試驗中, “首次成功”時的試驗次數(shù).,幾何分布具有無記憶性,即:,P( X m+n | X m ) = P( X n ),5. 幾何分布*,6. 負二項分布(巴斯卡分布) *,記為X Nb(r, p).,X 為獨立重復的伯努利試驗中, “第 r 次成功”時的試驗次數(shù).,作業(yè),P58練習2.3 1 2 3,,2.4 連續(xù)型隨機變量及其密度函數(shù),一、密度函數(shù),二、有關事件的概率,三、幾種常見的連續(xù)型分布,一 概率密度函數(shù),定義,設X為一隨機變量,若存在非負實函
10、數(shù) f (x) , 使對任意實數(shù) a < b ,有,則稱X為連續(xù)型隨機變量, f (x) 稱為X 的概率密度函數(shù),簡稱概率密度或密度函數(shù).,Probability density function p.d.f.,分布函數(shù),密度函數(shù)在區(qū)間上的積分 = 隨機變量在區(qū)間上取值的概率,概率密度函數(shù)的性質,非負性,規(guī)范性,密度函數(shù)和分布函數(shù)的關系,積分關系,導數(shù)關系,連續(xù)型隨機變量的分布函數(shù)在實數(shù)域內處處連續(xù),P(X=a)=0,P(a X< b)= P(a 11、型隨機變量取任意指定實數(shù)值a的概率為0,故 X的密度 f (x) 在 x 這一點的值,恰好 是X 落在區(qū)間 上的概率與區(qū)間長度 之比的極限. 這里,如果把概率理解為質 量,f (x) 相當于線密度,概率密度的意義,要注意的是,密度函數(shù) f (x)在某點處a 的高度,并不反映 X 取值的概率.但是,這個高度越大,則 X 取 a 附近的值的概率就越大. 也可以說,在某點密度曲線的高度反映了概率集中在該點附近的程度,若不計高階無窮小,有,它表示隨機變量 X 取值于 的概率近似等于,在連續(xù)型隨機變量理論中所起的作用與,在離散型隨機變量理論中所起的作用相類似,分布函數(shù)與密度函數(shù)幾何意義,,
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