超几何分布

统计学上的离散概率分布

超几何分布是专业术语,拼音为chāo jǐ hé fēn bù,是 统计学 上一种离散 概率分布 。它描述了从有限N个物件(其中包含M个指定种类的物件)中抽出n个物件,成功抽出该指定种类的物件的次数(不放回)。称为超几何分布,是因为其形式与“ 超几何函数 ”的 级数 展式的系数有关。超几何分布中的参数是N,n,M,上述超几何分布记作X~H(n,M,N)。

定义

产品 抽样 检查中经常遇到一类实际问题,假定在N件产品中有M件不合格品,即不合格率 。

在产品中随机抽n件做检查,发现k件不合格品的概率为 ,k=0,1,2...min{n,M}。

亦可写作 (与上式不同的是M可为任意 实数 ,而C表示的组合数M为 自然数 )

为古典概型的组合形式,a为下限,b为上限,此时我们称 随机变量 X服从超几何分布(hypergeometric 广义函数 )。

需要注意的是:

(1)超几何分布的模型是不放回 抽样 。

(2)超几何分布中的参数是M,N,n,上述超几何分布记作X~H(n,M,N)。

应用

示例

已经知道某个事件的发生概率,判断从中取出一个小样本,该事件以某一个机率出现的概率问题。

例:在一个口袋中装有30个球,其中有10个红球,其余为白球,这些球除颜色外完全相同。游戏者一次从中摸出5个球。摸到至少4个红球就中 一等奖 ,那么获一等奖的概率是多少?

解:由题意可见此问题归结为超几何分布模型。

其中N = 30. D = 10. n = 5.

P(一等奖) = P(X=4) + P(X=5)

由公式 ,k=0,1,2,...得:

P( 一等奖 ) =

期望

定理 :对超几何分布X~H(n,M,N) , 随机变量 X的数学期望 .

引理 一:(1) ;(2)

引理二:(1) ;(2)

引理 证明:它们均可用 恒等式 两边的展开式中含 项的系数 相等 证明。仅以(2)中 的情形证明如下:

的展开式中含 项的系数为(注意 )

定理 证明:当M=N=1时,X的分布列P(X=0)=1,且有n=1,可得此时欲证成立、

当M=1,N 2时,X的分布列为:

所以 ( 引理 一(2))

下证M 2时也成立,又分两种情形:

(1)又当n N-M时,X的分布列见超几何分布的定义有

(2)又当n>N-M时,X的分布列见超几何分布的定义有

因此 定理 获证

方差

对X~H(n,M,N) , .

证明:

(此公式利用定义式简单展开即得)

(提取,变形)

(拆项,变形)

(拆开∑,就是分组求和)

(化简即得)

超几何分布和 二项分布 的联系

(1)在超几何分布中,当 时, (二项分布中的p) 。

(2)当 时,超几何分布的数学期望

(3)当 时,超几何分布的 方差 (二项分布的 方差 )。

(4)当 时,超几何分布近似为二项分布。

函数代码

超几何分布计算函数

函数 HYP GEOMDIST( 神咒神威神乐 ,n,MM,NN)

for k=kkk to n

AA=1

华晨宝马 =1

BBB=1

LLL =n

for i= 0 to k-1

BBA=BBA*( MM- i)/(NN-i)

乐华七子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

HYP GEOMDIST=HYPGEOMDIST+BBS

next

end 函数

response.write HYPGEOMDIST(200,2200,1000,17000)

%>