數學學院

首頁 › 大學 › 大二

二項分布

大二 · 機率統計

觀念

00.10.20.30.40123456P(X = k)Binomial(6, 1/2)

二項分布 (binomial distribution) Bin(n,p)\text{Bin}(n,p):nn 次獨立試驗、每次成功率 pp,成功次數 XX 的分布 P(X=k)=(nk)pk(1−p)n−kP(X = k) = \binom{n}{k}p^k(1-p)^{n-k} (nk)\binom{n}{k} 數「哪幾次成功」的排法,後面是每種排法的機率。

E[X]=npE[X] = np、Var(X)=np(1−p)\text{Var}(X) = np(1-p)——因為 XX 是 nn 個獨立 Bernoulli(各期望 pp、變異 p(1−p)p(1-p))之和。

算例:投 4 次命中率 13\frac{1}{3},恰中 2 次 =(42)(13)2(23)2=2481=827= \binom{4}{2}(\frac{1}{3})^2(\frac{2}{3})^2 = \frac{24}{81} = \frac{8}{27};至少一次 =1−(23)4=6581= 1 - (\frac{2}{3})^4 = \frac{65}{81}。

二項分布是品管抽樣、民調、A/B 測試的基本模型;nn 大時用常態近似(De Moivre–Laplace),nn 大 pp 小時用 Poisson 近似。

例題

00.10.20.30.40.501234P(X = k)?

X∼Binomial(n=4,p=15)X\sim\text{Binomial}(n=4, p=\frac{1}{5}),求 P(X=2)P(X = 2)(填最簡分數)。

看解法與答案

二項分布公式:P(X=k)=(nk)pk(1−p)n−kP(X=k) = \binom{n}{k}p^k(1-p)^{n-k},這裡 n=4n = 4、k=2k = 2、p=15p = \frac{1}{5}、1−p=451-p = \frac{4}{5}。

三個部分:(42)=6\binom{4}{2} = 6;(15)2=125\left(\frac{1}{5}\right)^{2} = \frac{1}{25};(45)2=1625\left(\frac{4}{5}\right)^{2} = \frac{16}{25}。

相乘:6⋅125⋅1625=966256\cdot\frac{1}{25}\cdot\frac{16}{25} = \frac{96}{625}。

答案: 96625\frac{96}{625}

用在哪裡

插畫

二項分布:情境插畫

講解影片

學習路徑

先學會

學完可以接著學

互動練習在本機版

這個網站是觀念與例題的閱讀版。互動練習(每次出不同數字的新題、自動判對錯、錯題本、熟練度與複習排程)在「數學學院」本機版,目前還沒對外開放。