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超幾何分佈
鎖定
超幾何分佈是統計學上一種離散概率分佈。它描述了從有限N個物件(其中包含M個指定種類的物件)中抽出n個物件,成功抽出該指定種類的物件的次數(不放回)。稱為超幾何分佈,是因為其形式與“超幾何函數”的級數展式的係數有關。
[1]
超幾何分佈中的參數是N,n,M,上述超幾何分佈記作X~H(N,M,n)。
[6]
超幾何分佈定義
產品抽樣檢查中經常遇到一類實際問題,假定在N件產品中有M件不合格品,即不合格率
。
在產品中隨機抽n件做檢查,發現k件不合格品的概率為
,k=t,t+1,…,s。其中s是M與n中的較小者,t在n不大於合格品數(即n≤N-M)時取0,否則t取n減合格品數之差(即t=n-(N-M))
[5]
。
亦可寫作
(與上式不同的是M可為任意實數,而C表示的組合數M為非負整數)
(1)超幾何分佈的模型是不放回抽樣。
(2)超幾何分佈中的參數是N,n,M,上述超幾何分佈記作X~H(N,n,M)。
超幾何分佈應用
超幾何分佈示例
已經知道某個事件的發生概率,判斷從中取出一個小樣本,該事件以某一個機率出現的概率問題。
例:在一個口袋中裝有30個球,其中有10個紅球,其餘為白球,這些球除顏色外完全相同。遊戲者一次從中摸出5個球。摸到至少4個紅球就中一等獎,那麼獲一等獎的概率是多少?
解:由題意可見此問題歸結為超幾何分佈模型。
其中N = 30. D = 10. n = 5.
P(一等獎) = P(X=4) + P(X=5)
由公式
,k=0,1,2,...得:
P(一等獎) = 106/3393
超幾何分佈期望
引理一:
引理二:
引理證明:它們均可用恆等式(1+x)M-1(1+x)N-M=(1+x)N-1兩邊的展開式中含xn-1項的係數相等證明。僅以(2)中n≤M的情形證明如下:
的展開式中含xn-1項的係數為(注意N-M
)
定理證明:當M=N=1時,X的分佈列P(X=1)=1,且有n=1,可得此時欲證成立。
當M=1,N≥2時,X的分佈列為:
所以
(引理一(2))
下證M≥2時也成立,又分兩種情形:
(1)又當n≤N-M時,X的分佈列見超幾何分佈的定義有
(2)又當n>N-M時,X的分佈列見超幾何分佈的定義有
超幾何分佈方差
證明:D(X)=E(X2)-E(X)2 (此公式利用定義式簡單展開即得)
(2)當
時,超幾何分佈的數學期望
(4)當
時,超幾何分佈近似為二項分佈。
超幾何分佈函數代碼
超幾何分佈計算函數
function HYPGEOMDIST(kkk,n,MM,NN)
for k=kkk to n
AA=1
BBA=1
BBB=1
lll=n
for i= 0 to k-1
BBA=BBA*(MM-i)/(NN-i)
next
for j= k to n
BBB=BBB*(NN-MM-j+k)/(NN-j)
next
BBs=BBB*BBA
if lll-k>k then
x=K
Else x=lll-k
end if
for i=1 to x
lll=lll-1
next
HYPGEOMDIST=HYPGEOMDIST+BBS
next
end function
response.write HYPGEOMDIST(200,2200,1000,17000)
%>