二項分佈與泊松分佈(DSE M1):應該用哪一個?

在固定次數的試行中計算成功次數,用二項分佈。按某時段內的平均率計算事件次數(沒有固定的試行次數),用泊松分佈。量度所得的數量(例如質量或時間),用正態分佈。長題目常常把一個分佈的答案代入另一個分佈。

用 AI 逐步解二項分佈還是泊松分佈?如何選擇題目
B(n, 2.5/n)(藍色棒)與 Po(2.5)(紅點)的比較。當 n 增大而平均值固定為 2.5,二項分佈的棒逐漸貼近泊松分佈的數值。 自己試試 →

用哪一個分佈?速查

「n 次試行,每次概率為 p」二項分佈 B(n, p)
「平均每小時/每頁/每公里 r 次」泊松分佈 Po(λ),λ 按時段調整
「質量/長度/時間服從正態分佈」正態分佈 N(μ, σ²)
由數據得到的線索方差 < 平均值:二項;方差 ≈ 平均值:泊松

乙部如何把不同分佈結合

典型的長題目有兩層:

  1. 內層:用泊松分佈或正態分佈,求一個單位(一頁、一天、一瓶)具有某性質的概率 p。
  2. 外層:取 n 個這樣的單位,具有該性質的數目服從 B(n, p),其中 p 來自內層。

第三部分可能再加入條件概率。做每一部分時,先寫下「在數甚麼」及「總共有多少個」,通常單憑這兩點便能確定所用的分佈。

二項分佈還是泊松分佈?如何選擇例題詳解

例題 1:在二項分佈內運用泊松概率

每頁的打字錯誤數目服從平均值為 0.5 的泊松分佈。(a) 求一頁沒有錯誤的概率。(b) 求 10 頁之中恰好有 8 頁沒有錯誤的概率。

  1. (a) X ~ Po(0.5):P(X = 0) = e−0.5 = 0.6065
  2. (b) 設 Y 為沒有錯誤的頁數:Y ~ B(10, e−0.5)
  3. P(Y = 8) = C(10, 8)(e−0.5)⁸(1 − e−0.5)²
  4. = 45 × e−4 × (0.39347)² = 0.1276

答案: (a) 0.6065; (b) 0.1276

例題 2:試行次數固定即屬二項分佈

每件產品獨立地有 0.05 的概率為次品。求一盒 20 件產品中最多有 1 件次品的概率。

  1. 20 次試行,概率不變:X ~ B(20, 0.05)
  2. P(X ≤ 1) = (0.95)²⁰ + 20(0.05)(0.95)¹⁹
  3. = 0.3585 + 0.3774 = 0.7358

答案: 0.7358

💡 應試陷阱與秘訣 (DSE 奪星陷阱)

⚠️ 兩層之間要保留完整數值外層的二項分佈應使用未經四捨五入的內層概率(e−0.5,而非 0.61)。過早捨入可能改變最後答案的第四位小數。
⚠️ 平均率不是試行次數「平均每米有 3 個瑕疵」沒有 n,屬泊松分佈。「50 件之中有 3 件」有固定的 n = 50,屬二項分佈。

✏️ 自我測試:互動練習

溫習方法:點擊以下任何題目,即時在坐標網格載入並核對計算步驟。

(泊松配二項)顧客平均每分鐘到達 2 位。求在接下來的 5 分鐘中,恰好有 3 分鐘沒有顧客到達的概率。
(正態配二項)每包的質量服從平均值 500 g、標準差 4 g 的正態分佈。求 6 包之中恰好有 2 包輕於 495 g 的概率。
(平均值與方差)某樣本的平均值為 3.1,方差為 3.0。二項模型還是泊松模型較為合適?試加以解釋。

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