首頁 牛津通識課:概率

04 概率試驗 Chance Experiments

對於以概率作為結果的任意試驗——買彩票、投注賽馬、相親、接受醫學治療,我們用分布這個詞來詳細說明其所有可能的結果,以及與它們相關的概率。我們討論泊鬆分析——大量重複試驗中多少稀有事件會發生——的時候提到過這個詞。

“分布”是分析概率試驗中結果變化範圍的中心概念。坦率地說,我們需要知道可能的結果的範圍。為了給出這些結果概率的合理數值,我們必須講清楚我們的假設,並且期望它們對於我們想要考察的試驗是合適的。

離散分布

首先,我們來看看那些可能的結果能夠被寫成一個列表的情況,每個結果都有它們自己的概率。術語離散分布(discrete distribution)適用於這種情況。

最簡單的情況就是我們認為結果具有相同可能性時計算結果的數量。這裏使用均勻分布(uniform distribution)這個術語,因為總體的概率均勻地分散在各個結果上。許多試驗都被認為滿足均勻分布——輪盤賭、擲色子、撲克牌、選擇彩票中的中獎號碼等。精確的計數給出了合適的答案。

術語“伯努利試驗”描述了一係列發生概率均為常數的獨立試驗。在伯努利試驗次數固定的情況下,有一個簡單的公式叫作二項分布(binomial distribution),分別給出了事件發生恰好0、1、2……次的概率。這個公式隻依賴於試驗的次數和事件發生的概率。當你依次瀏覽這些結果的時候,它們的概率先是升高到一個最大值,然後逐漸降至0。泊鬆分布也遵循這個模式。

我們能計算20次擲色子中數字6出現次數的二項分布;或者一個學生對30道多選題中的5個選擇隨機作答的時候,蒙對個數的二項分布。但是我們不能預測一個橋牌選手的13張手牌裏梅花張數的概率:雖然每一張單獨的卡片都有1/4的概率是梅花,但是連續的牌不是獨立的,因為下一張牌是梅花的概率會被所有前麵的結果影響。