伯努利分布方差_统计知识(4)——分布
一、随机变量
二、离散分布1. 伯努利分布
1、用途
抛一枚硬币,硬币朝上或者朝下的概率分布为伯努利分布。
2、伯努利分布满足的条件
- 伯努利分布,又名两点分布或者0-1分布,是一个离散型概率分布
- 若伯努利试验成功,则伯努利随机变量取值为1。成功概率为p
- 若伯努利试验失败,则伯努利随机变量取值为0。失败概率为(1-p)
3、伯努利分布概率计算
1)定义随机变量X
2)定义概率质量函数(PMF)
3)绘制概率分布图
4、用Python实现伯努利分布
#导入包
#设置中文字体
from pylab import mpl
mpl.rcParams['font.sans-serif'] = ['FangSong'] # 指定默认字体
mpl.rcParams['axes.unicode_minus'] = False # 解决保存图像是负号'-'显示为方块的问题
#数组包
import numpy as np
#绘图包
import matplotlib.pyplot as plt
#统计计算包的统计模块
from scipy import stats#Step1:定义随机变量
X=np.arange(0,2,1)#Step2:定义概率分布
p = 0.5 #成功概率,即随机变量x=1时的概率值
pList = stats.bernoulli.pmf(X, p)
pList# Step3:绘制随机变量概率分布图
'''
marker:设置点的形状
linestyle:设置线条形状
'''
plt.plot(X, pList, marker='o',linestyle='None')
'''
vlines用于绘制竖直线(vertical lines),
参数说明:
vline(x坐标值, y坐标最小值, y坐标值最大值)
我们传入的X是一个数组,是给数组中的每个x坐标值绘制竖直线,
竖直线y坐标最小值是0,y坐标值最大值是对应pList中的值
'''
plt.vlines(X, 0, pList)
#x轴文本
plt.xlabel('随机变量:抛硬币1次')
#y轴文本
plt.ylabel('概率')
#标题
plt.title('伯努利分布:p=%.2f' % p)
#显示图形
plt.show()
2. 二项分布
1、应用
抛硬币n次,正面朝上k次的概率分布
2、如何检验是二项分布
- 做某件事情的次数是固定的,次数用n表示
- n件事情互相独立
- 每一次事件都有两个可能的结果(成功或者失败)
- 每一次成功的概率都相等,成功的概率为p
- 想知道成功k次的概率是多少
3、计算概率的方式
1)定义随机变量
2)计算随机概率质量函数
- n:做某件事情的次数
- p:做某件事情成功的概率
- k:成功次数
3)绘制概率分布图
4、期望和方差
1)期望
2)方差
5、用python绘制分布图
# step1:设置随机变量
n=5 #进行伯努利实验的次数
p=0.5 #伯努利实验中每次成功的概率
X=np.arange(0,n+1,1)#设置随机变量的值# step2:计算概率分布
pList=stats.binom.pmf(X,n,p)# step3:绘制随机变量概率分布图
plt.plot(X, pList, marker='o',linestyle='None') #设置线性
plt.vlines(X, 0, pList) #设置自变量、因变量的最小值和最大值
plt.xlabel('随机变量:抛硬币正面朝上次数')#x轴文本
plt.ylabel('概率')#y轴文本
plt.title('二项分布:n=%i,p=%.2f' % (n,p))#标题
plt.show()#显示图形
3. 几何分布
1、干某件事情,每次成功的概率为p。干第k次才有第一成功的概率
2、如何检验是几何分布
- 做某件事情的次数是固定的,次数用n表示
- n件事情互相独立
- 每一次事件都有两个可能的结果(成功或者失败)
- 每一次成功的概率都相等,成功的概率为p
- 想知道第k次做某件事情,采取的第一次成功的概率是多少?
3、计算步骤
1)计算随机变量
2)计算概率值
3)绘制概率分布图
4、几何分布的期望和方差
期望E:
方差:
5、使用python实现几何分布
k = 5 #次数
p = 0.6 #每次成功的概率
#step1:随机变量
X = np.arange(1, k+1,1) #step2:计算每个事件发生的概率
pList = stats.geom.pmf(X,p)#step3:绘制随机变量概率分布图
#第3步,绘图
plt.plot(X, pList, marker='o',linestyle='None')
plt.vlines(X, 0, pList)
plt.xlabel('随机变量:表白第k次才首次成功')#x轴文本plt.ylabel('概率')#y轴文本
plt.title('几何分布:p=%.2f' % p)#标题
plt.show()#显示图形
4. 泊松分布
1、应用
泊松分布适合于描述单位时间(或空间)内随机事件发生的次数。
- 某一服务设施在一定时间内到达的人数
- 电话交换机接到呼叫的次数
- 汽车站台的候客人数
- 机器出现的故障数
- 自然灾害发生的次数
- 一块产品上的缺陷数
- 显微镜下单位分区内的细菌分布数
2、如何验证是泊松分布
- 事件是独立事件
- 在任意相同的时间范围内,事件发生的概率相同
- 想知道某个时间范围内,发生某件事情k次的概率有多大
3、计算概率
- μ:给定时间范围内某件事情发生的平均次数
- k:时间发生的次数
4、期望和方差
期望:μ
方差:μ
5、python实现泊松分布
#step1:随机变量设置
mu = 2 # 平均值:每天发生2次事故
k=4 #次数,现在想知道每天发生4次事故的概率
#包含了发生0次、1次、2次,3次,4次事故
X = np.arange(0, k+1,1)#step2:计算概率
pList = stats.poisson.pmf(X,mu)# step3:绘制概率分布图plt.plot(X, pList, marker='o',linestyle='None')
plt.vlines(X, 0, pList)
plt.xlabel('随机变量:某路口发生k次事故')
plt.ylabel('概率')
plt.title('泊松分布:平均值mu=%i' % mu)
plt.show()
三、连续分布1. 正态分布
1、应用
- 身高正态分布
- 考试成绩正态分布
- 考试成绩正态分布
- 员工绩效活力曲线
- 产品质量
- 快速找到停车位
- 智商
2、分布情况
3、应用
根据正态分布图
- 有68%的值会在平均值一个标准差的范围之内
- 有95%的值会在平均值的两个标准差的范围之内
- 有99.7%的值会在平均值3个标准差的范围之内
4、计算公式
1)第一步:确定概率范围
概率值:明确要求的那一部分的面积
设:要求P(K<1.05)的值
2)第二步:求标准分
3)第三部:查找z表格
5、其他计算
1-1. 幂律分布
1、应用
- 82定律
- 家庭收入
- 城市GDP
建议
- 优先级原则
干的事情列表,采取优先级原则 - 建立幂律分布商业模式
互联网,比如知识付费、出书
2、分布情况
LIVE:
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