Биномиальное и геометрическое распределение: сходства и различия


В статистике обычно используются два распределения: биномиальное и геометрическое .

В этом руководстве представлено краткое объяснение каждого дистрибутива, а также сходства и различия между ними.

Биномиальное распределение

Биномиальное распределение описывает вероятность достижения k успехов в n биномиальных экспериментах .

Если случайная величина X подчиняется биномиальному распределению, то вероятность того, что X = k успехов, можно найти по следующей формуле:

P(X=k) = n C k * p k * (1-p) nk

куда:

  • n: количество испытаний
  • k: количество успехов
  • p: вероятность успеха в данном испытании
  • n C k : количество способов добиться k успехов в n испытаниях.

Например, предположим, что мы подбрасываем монету 3 раза. Мы можем использовать приведенную выше формулу, чтобы определить вероятность выпадения орла 0 за эти 3 подбрасывания:

P(X=0) = 3 C 0 * 0,5 0 * (1-0,5) 3-0 = 1 * 1 * (0,5) 3 = 0,125

Геометрическое распределение

Геометрическое распределение описывает вероятность испытать определенное количество неудач, прежде чем испытать первый успех в серии биномиальных экспериментов.

Если случайная величина X подчиняется геометрическому распределению, то вероятность возникновения k отказов до первого успеха может быть найдена по следующей формуле:

P(X=k) = (1-p) k p

куда:

  • k: количество неудач до первого успеха
  • p: вероятность успеха в каждом испытании

Например, предположим, что мы хотим знать, сколько раз нам придется подбрасывать правильную монету, пока она не упадет орлом. Мы можем использовать приведенную выше формулу, чтобы определить вероятность 3 «провалов», прежде чем монета наконец упадет орлом:

Р(Х=3) = (1-0,5) 3 (0,5) = 0,0625

Сходства и различия

Биномиальное и геометрическое распределение имеют следующие сходства :

  • Результат экспериментов в обоих распределениях можно классифицировать как «успех» или «неудача».
  • Вероятность успеха одинакова для каждого испытания.
  • Каждое испытание является независимым.

Дистрибутивы имеют следующее ключевое отличие :

  • В биномиальном распределении есть фиксированное количество попыток (т.е. подбросить монету 3 раза).
  • В геометрическом распределении нас интересует количество попыток, необходимых до тех пор, пока мы не добьемся успеха (т. е. сколько бросков нам нужно будет сделать, прежде чем мы увидим решку?)

Практические задачи: когда использовать каждый дистрибутив

В каждой из следующих практических задач определите, подчиняется ли случайная величина биномиальному или геометрическому распределению.

Задача 1: игра в кости

Джессика играет в игру на удачу, в которой она продолжает бросать кости, пока не выпадет число 4. Пусть X будет количеством бросков, пока не выпадет 4. Какому типу распределения следует случайная величина X ?

Ответ: Х следует геометрическому распределению, потому что нас интересует оценка количества необходимых бросков, пока мы, наконец, не получим 4. Это не биномиальное распределение, потому что нет фиксированного количества испытаний.

Проблема 2: Выполнение штрафных бросков

Тайлер делает 80% всех своих штрафных бросков. Предположим, он выполняет 10 штрафных бросков. Пусть X будет количеством раз, когда Тайлер забрасывает мяч за 10 попыток. Какому типу распределения следует случайная величина X ?

Ответ: Х следует биномиальному распределению, потому что существует фиксированное количество испытаний (10 попыток), вероятность «успеха» в каждом испытании одинакова, и каждое испытание независимо.

Дополнительные ресурсы

Калькулятор биномиального распределения
Калькулятор геометрического распределения

Замечательно! Вы успешно подписались.
Добро пожаловать обратно! Вы успешно вошли
Вы успешно подписались на кодкамп.
Срок действия вашей ссылки истек.
Ура! Проверьте свою электронную почту на наличие волшебной ссылки для входа.
Успех! Ваша платежная информация обновлена.
Ваша платежная информация не была обновлена.