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1.什么是伯努利试验?
伯努利试验是一种随机试验,并同时满足:
1)结果仅两个(成功、不成功)。
2)概率固定。成功(p),自然不成功(1-p)。
3)试验独立。
2. 问题
次试验,恰好成功
次的概率。
注:
3. 推导
设满足
次成功一个特定序列,譬如:
所以,
个位置,选择
个放成功,其余放失败,即组合数
次,
无需排版时,记为
P(X=k) = C(n,k) · p^k · (1-p)^{n-k}
4. 用二项式定理证明:
证:
5. 反直觉的买彩票
买彩票的中奖率为十万分之一(0.00001),买五万(50000)张彩票,至少中奖两次的概率是多少?
解:
不到10%的中奖概率。
6. 从伯努利分布到正态分布
组合数是两头小,中间大;
这个也是两头小,中间大。根据Do Moivre-Laplace定理,当
,伯努利分布趋向于正态分布(推导过程较复杂,涉及阶乘用Sterling公式处理和对数函数的泰勒展开)。
7. 从伯努利分布到泊松分布
泊松分布是伯努利分布的特例,考虑,
,且
,满足这样三个条件,我们看看最后是什么样子的。
考虑 ,
那么,
当时,
令,当
时,
根据第二个重要极限,,所以
;
又考虑到
8. 反直觉的抛硬币
抛10次硬币,恰好出现5次正面朝上的概率是多少?
不是你直觉的0.5哦。
9. 反直觉的游戏
一个赢面是10%的赌局,玩十次可以保证赢一次吗?玩多少把可以大概率(95%)赢一次?
十次都输:
不是十次皆输=赢过至少一次:1-0.3478 = 0.6513
不是百分百。
那么玩多少把可以大概率赢一次?
不能每把都输,则:
解出来
10. 做实验一般应该多少个重复,这样会让人安心?
根据置信度()的定义:
其中:绝对误差;
:标准差;
样本数;
置信度。
通过引入相对误差和变异系数
进行标准化:
得到:
常规地,95%水平对应的,如果取你能接受的相对误差是10%,那么需要的重复样本数即为:
和
对应的表格如下
10% | 4 |
20% | 16 |
30% | 35 |
40% | 62 |
50% | 96 |
60% | 139 |
70% | 189 |
再生态学上,数据的变异常常不算小,正态分布的情况下,一般35个重复比较安心。
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