二项分布(Binomial Probability Distribution)与概率,大数法则Law of Large Numbers,期望值

二项分布(又名伯努利实验)

满足四个条件才能称为二项分布:

  • 实验次数固定为n次
  • 每一次实验都有两种可能结果:成功或是失败
  • 而且每一次实验成功的概率都相等
  • 每次实验都是独立的

例如抛硬币实验…

实验:

R语言模拟实验:

假如100位啤酒盲品者进行独立实验,每位盲品都有两种可能结果,A OR B,每位选择A的概率都相等,为50%

问题一:100位盲品者都选择B的概率为多少?


   dbinom(0,100,0.5)  # choose(100,0)*0.5^0*0.5^100

   1] 7.888609e-31

发生概率几乎为零

问题二:有至少40位盲品者选择A的概率为多少?

> 1-pbinom(39,100,0.5)
[1] 0.9823999

问题二:有至少45位盲品者选择A的概率为多少?


> 1-pbinom(44,100,0.5)
[1] 0.8643735

从理论上讲以上的发生概率比较高,存在的风险比较小

概率虽然不会确凿的告诉我们将会发生什么,但可以通过计算知道很有可能发生什么,不太可能发生什么。

问题三:为什么是100位而不是10啤酒盲品者?

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我们分别画出测试人数为10,100,1000的概率密度函数,如下图所示:
在这里插入图片描述
从三幅图可以看到,随着盲品人数的增加,越来越多的预期结果向中间集中,也就是说有一半的人会选择A,于此同时,位于曲线两端的极端结果出现的概率则下降的非常厉害。

这可以用大数法则来解释,也就是说通过大数定律我们知道了为什么测试人数是100,而没有选择10。

大数法则:随着实验次数的增多,结果的平均值会越来越接近期望值。

如果有大于或等于40%的人选择A,则表示对预期结果满意。我们分别算一下满足条件时的概率:

 n =10    p=0.828125  
 
 n = 100  p = 0.9823999
 
 n=1000    p=1

期望值
期望值是基础概率的升级版,在金融领域,如彩票的期望值或收益,就是各个不同结果的和,各个结果都是各自概率和收益相乘的而来。

通常通过比较成本投入和期望收益,你就能判断这件事“值不值”。

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