關於超幾何分布和二項分布小區別

2022-09-26 10:30:12 字數 2165 閱讀 3405

徐峰在教學過程中發現學生在學習完超幾何分布和二項分布以後,學生不能正確的理解好什麼是超幾何分布(古典概型利用組合數計數)、什麼是二項分布(利用獨立性,互斥性)及其區別.下面我通過幾個例子說明一下兩者的區別

超幾何分布:在產品質量的不放回抽檢中,若n件產品中有m件次品,抽檢n件時所得次品數x=k

則p(x=k)

此時我們稱隨機變數x服從超幾何分布(hypergeometric distribution)

1)超幾何分布的模型是不放回抽樣

2)超幾何分布中的引數是m,n,n

上述超幾何分布記作x~h(n,m,n)。

二項分布:二項分布(binomial distribution),即重複n次的伯努力試驗(bernoulli experiment),

用ξ表示隨機試驗的結果.

如果事件發生的概率是p,則不發生的概率q=1-p,n次獨立重

復試驗中發生次的概率是

上述二項分布記作

下面我通過幾個例子說明一下兩者的區別

【例1】某人參加一次英語考試,已知在備選題的10道試題中能答出其中的4道題,規定每次考試從備選題中隨機抽取3題進行測試,求答對題數的分布列?

解:由題意得,,,.服從引數為, ,的超幾何分布.

故的分布列

點評:這是一道超幾何分布的題目,學生在做的時候容易把它看到是二項分布問題,把事件發生的概率看做是0.4。

【例2】甲乙兩人玩秒錶遊戲,按開始鍵,然後隨機按暫停鍵,觀察秒錶最後一位數,若出現,,,則甲贏,若最後一位出現,,,則乙贏,若最後一位出現,是平局.玩三次,記甲贏的次數為變數,求的分布列

解:由題意得:,,,

故的分布列

點評:學生這是一道二項分布的題目,學生容易看成超幾何分布,認為服從, ,的超幾何分布。

【例3】已知一批種子發芽率為0.4現在從中選取三顆進行測試,記其發芽數為,求的分布列。

解:由題意得,,,.

故的分布列

點評:與例2比較這兩個題目是完全相同的。二項分布應滿足獨立重複試驗:

①每一次試驗中只有兩種結果(要麼發生,要麼不發生).

②任何一次試驗中發生的概率都一樣.

③每次試驗間是相互獨立的互不影響的.

例1在抽取過程中可以認為是不放回的抽取,兩次抽取之間是有影響的不是獨立的。例2、例3在抽取過程中可以認為是有放回的抽取,兩次抽取過程中是互不影響的。

【例4】(2006·廣東,16)某運動員射擊一次所得環數的分布列如下:

現進行兩次射擊,以該運動員兩次射擊中最高環數作為他的成績,記為.

求的分布列?

解:由題意得,,,,.

故的分布列為

點評:學生容易把本題看做是超幾何分布,理解成【例5】,本題利用課本上推到二項分布公式的原理中事件的獨立性和互斥性。

【例5】乙個袋中裝有10個大小相同的小球,其中標號為7的球2個,標號為8的球3個,標號為9的球3個,標號為10的球2個.從盒中任取兩球記較大的乙個球的標號為,求的分布列?

解:由題意得,,,.

當時包含乙個球標號為和乙個球標號比小,和兩個標號都是

故的分布列為

【例6】乙個袋中裝有20個大小相同的小球,其中標號為7的球4個,標號為8的球6個,標號為9的球6個,標號為10的球4個.從盒中任取兩球記較大的乙個球的標號為,求的分布列?

答案:點評:【例5】和【例6】雖然球所佔的比例相同,但分布列也不同。兩次試驗都可以看做是不放回的抽取,兩次抽取不是相互獨立的。對比同學看以看一下下面兩道超幾何分布問題

①袋中有10個完全相同球,其中白球3個,黑球7個,從中,取出2個球記錄其中白球個數為,求的分布列.

②袋中有20個完全相同球,其中白球6個,黑球14個,從中,取出2個球記錄其中白球個數為,求的分布列.

【例7】乙個袋中裝有10個大小相同的小球,其中標號為7的球2個,標號為8的球3個,標號為9的球3個,標號為10的球2個.從盒子中任意取出乙個球,放回後第二次再任取乙個球,記兩次球標號較大的為,求的分布列?

方法一:

解:,,,.由【例1】中類似的方法

方法二:由分步計數原理共計有種取法,當時有種取法.

故分布列為

點評:【例7】可以看做是又放回的抽取,每次抽取是相互獨立的。

小結:當抽取的方式從無放回變為有放回,超幾何分布變為二項分布,當產品總數n很大時,超幾何分布變為二項分布。獨立重複試驗的實際原型是有放回的抽樣檢驗問題,但在實際應用中,從大批產品中抽取少量樣品的不放回檢驗,可以近似的看做此型別。

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