楼主: 胖胖小龟宝
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【小概率·大名堂】7.离散概率分布——伯努利分布   [推广有奖]

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概率论若只是简单的通过一些排列组合就能计算的话,那也不足以称之为“论”了,既然是论,必成一套体系。之前的几篇其实都主要是古典概率中的内容,除此之外还有很大一块都是涉及到概率分布的(有离散和连续的分类)。这当中,也许伯努利分布算是最为基础的吧~~

楼主首先来开八一下牛掰的伯努利家族。为什么说牛掰,你看了就知道!
       17—18世纪,在欧洲数学界出现了一个大的数学家族—伯努利家族(Bernoulli)这个家族的三代人中有8位数学家,他们几乎对当时数学的各个分支都作出了许多重大贡献,其中以第一代的雅各布·伯努利和约翰·伯努利兄弟及第二代的丹尼尔·伯努利最为著名。
       雅各布·伯努利 1654年12月27日出生在瑞士的巴塞尔,1705年8月16日卒于巴塞尔。在数学、力学、天文学等领域内都有贡献。以雅各布·伯努利的名字命名的数学成果主要有:概率统计中的伯努利分布和伯努利定理;高等数学中的伯努利方程和伯努利双纽线,在等时线问题的伯努利解中,第一次出现现代通用的“integral”(积分)这个字;数论中的伯努利数和伯努利多项式。他还发现:等角(对数)螺线在多种变换下仍然变成对数螺线,于是他模仿阿基米德,要求把这样的螺线连同碑文“纵使变化,依然故我!”刻在自己的墓碑上,以作永久纪念。
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        约翰·伯努利是雅各布的二弟,1667年8月6日生于瑞士的巴塞尔,1748年1月1日卒于巴塞尔。在数学、力学领域作出了重大贡献,比他的哥哥更为多产。约翰在巴塞尔大学学习期间,怀着对数学的兴趣和热情,跟哥哥雅各布秘密学习数学,并开始研究数学,兄弟俩均熟悉并发展了莱布尼茨(G.W.Leibniz)的微积分,成为微积分的主要奠基者。1691年他到达巴黎,在那里他会见了洛比达(L’Hospital),为洛比达讲授微积分,并开始写作微积分的有关著作。1696年在世界上第一本微积分课本中给出的求“0/0型”未定式极限的被人们称为的“洛比达法则”实际上是约翰的成果。


       丹尼尔·伯努利是约翰的第二个儿子,是这个家族中最杰出的一位。他1700年2月8日出生在荷兰的格罗宁根,1782年3月17日卒于瑞士的巴塞尔。曾与欧拉(L.Euler)一起工作。他的学术著作非常丰富,全部数学和力学著作、论文超过80多种,为此,他先后获得巴黎科学院的10次以上的奖赏,受到欧洲学者们的爱戴,获得了相当高的荣誉。

八卦完毕,大家应该知道,概率论里著名的伯努利实验和伯努利分布讲的就是雅各布了。

       在众多分布中,楼主首先开说伯努利分布,其实是因为在此之前,很多的概率论结论都是建立在伯努利实验中的,可以说这是基础中的基础。那什么是伯努利实验?
       伯努利试验是在同样的条件下重复地、各次之间相互独立地进行的一种试验。一般地,在相同条件下重复做n次的试验称为n次独立重复试验。
1. “在相同条件下”等价于各次试验的结果不会受其他实验结果的影响。
2.如何判断:判断是否为伯努利试验的关键是每次试验事件A的概率不变,并且每次试验的结果同其他各次试验的结果无关,重复是指试验为一系列的试验,并非一次试验,而是多次,但要注意重复事件发生的概率相互之间没有影响。(举个例子来说,扔硬币其实就是伯努利实验……)

什么是伯努利分布?
       伯努利分布(the Bernoulli distribution,又名两点分布或者0-1分布,是一个离散型概率分布,为纪念瑞士科学家雅各布·伯努利而命名。)若伯努利试验成功,则伯努利随机变量取值为1。若伯努利试验失败,则伯努利随机变量取值为0。记其成功概率为p,失败概率为q=1-p。则期望EX=p,方差varX=pq=p(1-p)。若X服从概率为p的伯努利分布,则记为X~Bern(p)。

       在前面曾提到伯努利分布也成为两点分布,楼主记得有个分布叫做二项分布,大家有没有听过?他和二项分布有啥关系呢?
       伯努利分布是二项分布在n=1时的特殊情况。X~B(1, p)与X~Bern(p)的意思是相同的。相反,任何二项分布B(n,p)都是n次独立伯努利试验的和,每次试验成功的概率为p。
       举个简单的例子来说:掷一枚骰子十次,那么掷得4的次数就服从n = 10、p = 1/6的二项分布。

楼主一开始就说伯努利实验在古典概型中很常见,那怎么区分呢?
举个例子来说吧:
首先明确两者定义:
古典概型:它是概率论中最直观和最简单的模型,古典概型具有两个特征:
①  试验的样本空间只包括有限个元素。
②  试验中每个基本事件发生的可能性相同。


伯努利概型:它是一种基于独立重复试验,满足二项分布的概率模型,它的基本特征:
①  在一组固定不变的条件下重复地做一种试验。
②  每次试验的结果只有两个:事件发生或不发生。
③  每次试验中,相同事件发生的概率均一样。
④  各次重复试验的结果是相互独立的。
先给出如下问题:
① 掷一枚质地均匀的骰子,问掷出红色的点数的概率是多少?
② 将一枚质地均匀的骰子连续掷两次,问两次均掷出红色的点数的概率是多少?


假设1,4点是红色,2,3,5,6点是黑色的,对于第一问,一枚骰子只能掷出6种情况,满足古典概型①条件,由于质地均匀,掷出每种情况的可能性相同,满足古典概型②条件,所以它是古典概型;对于第二问,将一枚质地均匀的骰子连续掷两次,满足伯努利概型①条件,每次试验结果,要么出现红色,要么不出现红色,满足伯努利概型②条件,每次试验中,出现红色的概率都是一样的,满足伯努利概型③条件,由于每次试验的结果,前后互不干扰,满足伯努利概型④条件,所以它是伯努利概型

不知大家看懂了么?

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关键词:概率分布 伯努利 distribution Bernoulli Integral 伯努利 概率论 二项分布 古典概型 重复独立实验

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meng山楂树 发表于 2014-8-4 09:41:41 |只看作者 |坛友微信交流群

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顶楼主~

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内容很翔实,就是不知道怎么把它模型化。。。。具体。。。

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xiaomu78 发表于 2014-8-5 11:25:38 |只看作者 |坛友微信交流群

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谢谢楼主分享

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ericbaggio 发表于 2014-8-5 14:48:07 |只看作者 |坛友微信交流群

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继续顶!!!!!

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