如何使用二項分布的正態(tài)近似

二項分布涉及離散的隨機變量。二項式設(shè)置中的概率可以通過使用二項式系數(shù)的公式以直接的方式計算。雖然理論上這是一個簡單的計算,但實際上計算二項式概率可能變得非常繁瑣甚至在計算上不可能。這些問題可以通過使用正態(tài)分布來近似二項式分布來回避。我們將看到如何通過計算步驟來做到這一點。

使用正態(tài)近似

的步驟

首先,我們必須確定使用正態(tài)近似是否合適。并非每個二項式分布都是相同的。有些表現(xiàn)出足夠的偏度,我們不能使用正常的近似值。為了檢查是否應(yīng)該使用正態(tài)近似,我們需要查看成功概率pn的值我們的二項變量的觀察。

為了使用正態(tài)近似,我們同時考慮n pn(1-p)。如果這兩個數(shù)字都大于或等于10,那么我們用正態(tài)近似來證明這一點。這是一般的經(jīng)驗法則,通常n pn(1-p)的值越大,近似值越好。

二項式與正常

的比較

我們將比較一個**的二項式概率與通過正態(tài)近似獲得的概率。我們考慮丟棄20個硬幣,并想知道5個或更少硬幣是頭部的概率。如果X是頭的數(shù)量,那么我們想要找到該值:

P(X=0)+P(X=1)+P(X=2)+P(X=3)+P(X=4)+P(X=5)。

對這六個概率中的每一個使用二項式公式表明,概率y是2.0695%?,F(xiàn)在我們將看到我們的正常近似值與這個值有多接近。

檢查條件,我們看到npnp(1-p)均等于10。這表明在這種情況下我們可以使用正態(tài)近似。我們將利用平均值np=20(0.5)=10和標準偏差(20(0.5)(0.5))0.5=2.236的正態(tài)分布。

為了確定X小于或等于5的概率,我們需要在我們使用的正態(tài)分布中找到5的z-分數(shù)。因此,z=(5-10)/2.236=-2.236。通過查閱z分數(shù)表,我們可以看到z小于或等于-2.236的概率為1.267%。這與實際概率不同,但在0.8%以內(nèi)。

連續(xù)性校正因子

為了改進我們的估計,引入連續(xù)性校正因子是適當?shù)?。使用此值是因為正態(tài)分布是連續(xù)的,而二項分布是離散的重陽小知識。對于二項式隨機變量,X=5的概率直方圖將包括從4.5到5.5并以5為中心的條。

這意味著對于上面的例子,對于二項變量,X小于或等于5的概率應(yīng)該通過X小于或等于5.5的概率來估計對于連續(xù)的正態(tài)變量。因此,z=(5.5-10)/2.236=-2.013。108 z 109的概率

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