概率論---泊松分佈
阿新 • • 發佈:2019-02-03
(一)泊松分佈是什麼
泊松分佈是用於近似二項分佈的情況的。二項分佈有兩個引數,一個是事件發生的概率p,一個是試驗的總數n。當p非常小且n也有一定大的時候(n大於等於20,p小於等於0.05),就可以用泊松分佈來近似二項分佈,用泊松分佈來近似二項分佈的好處是計算方便。
(二)泊松分佈公式以及通俗地推導過程
泊松分佈公式:
通俗推導:
假設某一零件廠每天生成的次品數如下:
週一 | 週二 | 週三 | 週四 | 週五 |
3 | 7 | 4 | 6 | 5 |
均值為:
假設我們把每天工廠生產時間設為T:
再把T分為n=4份,並把週一生產出的三個次品放進去:
此時工廠在每個時間段生成次品的概率就如同拋硬幣,要麼出現,要麼不出現,這樣子工廠生產次品的概率符合二項分佈:
但當把資料換成週二的7個次品呢?
則出現每個時間段多餘一個次品的情況,這樣的話就不符合二項分佈了。要使其符合二項分佈,就必須使n變大,現在讓我們把n=8:
這樣子又能符合二項分佈了:
即只要不出現一個時間段內出現兩個次品的情況,就能用二項分佈解決。
為了達成一個時間段內不出現兩個次品的條件,我們乾脆把n趨向於無窮,因為n越大,T分成的時間段就越多:
更抽象一點,T時間裡出現k個次品的概率為:(式子1)
上式中,n趨於無窮,k是可以確定的,那麼p應該怎麼求呢?
上面的式子1,已經符合二項分佈的,而二項分佈的期望為:
因此:
----(式子2)
有了式子2後,式子1可以變成:
計算這個極限:
因為當時:
所以:
最後把,得到泊松分佈的概率密度函式的公式:
畫出概率密度函式:
當k=8時,綠色部分加起來為0.93,即每天生產次品不超過8個的概率為0.93
(三)總結:
當p十分小且n也比較大的時候可以推薦用泊松分佈(n大於等於20,p小於等於0.05)。
(四)例題分析計算
計算機硬體公司製造某晶片,次品率為0.1%,各晶片稱為次品相互獨立,求在1000個產品中至少有2只次品的概率,以X記產品中的次品數。
解:
用二項分佈:
用泊松分佈計算:
由提:,代入泊松分佈的式子:
顯然用泊松分佈計算方便一點。