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上课抽样点名时想到的一道概率题

已有 4027 次阅读 2013-3-14 16:00 |系统分类:教学心得| 二项分布, 泊松分布, 超几何分布

我这学期上概率统计课程,上课时有时需要点名,但人数太多,有120人,都点完需要5--10分钟。

于是实行抽样点名,当讲到二项分布时,想到一个题目:


假设上课应到N人,实际旷课D人,现随机抽样点n(n<=N)名同学:(1)点名有记录(不重复点名),求点到的n名同学中恰好有 k 名学生旷课的概率(k=0,1,...,min{n,D});(2)完全随机(可重复点名),求点到的n名同学中恰好有 k 名学生旷课的概率(k=0,1,...,min{n,D})?(3)旷课人数什么情况下可用泊松分布来近似?(4)可重复点名时,若一直点名直到有一名同学旷课为止,点的人数为 X,则X的分布律为?。

(假设没有学生代替未到学生答到,或者让每个学生签一个名)

解:(1)不重复点名,相当于不重复抽样,旷课人数 X 服从超几何分布H(n,N,D),好有 k 名学生旷课的概率为

P{X=k} = C_D^k C_{N-D}^{n-k}/C_N^n,(k=0,1,...,min{n,D}.)


(2)重复随机点名时,相当于重复抽样,每次点到旷课同学的概率为 p = D/N, 没点一次名相当于做一次Bernoulli试验,旷课人数 $\math{X}$ 服从二项分布 $b(n,p)$ ,恰好有 k 名学生旷课的概率为

$P\{X=k\}=C_n^kp^k(1-p)^{n-k},k=0,1,2,\cdots,n.$

比较超几何分布和二项分布,N很大,n较小(n<<N)时,重复抽样与不重复差别很小,可以用二项分布近似超几何分布(p=D/N).


(3)当旷课率 p = D/N 很小,N 较大时,由Poisson定理知,旷课人数 X 也可以用泊松分布来近似。

X的分布律为

              $P\{X=k\}=(1-p)^{k-1}p, p=D/N,k=1,2,\cdots.$





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