Binomiālais sadalījums

Binomiālais sadalījums varbūtību teorijā ir varbūtību sadalījums, kurš uzdod jā/nē jautājumus un skaita labvēlīgo gadījumu skaitu un nelabvēlīgo. Tas ir atkarīgs no parametriem p un n, kur p - labvēlīga iznākuma varbūtība; n - gadījumu skaits; kā arī lielums q - nelabvēlīgā iznākuma varbūtība (q = 1 - p). Vēl bez jā/nē iznākumu dabas, katram mēģinājumam jābūt neatkarīgam no iepriekšējiem mēģinājumiem un varbūtībām jābūt nemainīgām.^[1]

Binomiālā sadalījuma sagaidāmās vērtības grafiks izskatās pēc diskrēta (lēcienveida) normālā sadalījuma

Varbūtību sadalījuma funkcija F(x) izmainās diskrētās vērtībās, tā ir lēcienveidā

Bernulli formula

Ar Bernulli formulu iespējams noteikt varbūtību tam, ka labvēlīgs notikums notiks m reizes. Formulu pieraksta šādi:

${\displaystyle P_{n}(k)=C_{n}^{k}\cdot p^{k}\cdot q^{n-k}}$, kur

${\displaystyle P_{n}(k)}$ - varbūtība labvēlīgam iznākumam notikt ${\displaystyle k}$ reizes no visām ${\displaystyle n}$ reizēm; ${\displaystyle C_{n}^{k}}$ - kombinācijas, kā izvēlēties ${\displaystyle k}$ elementus no ${\displaystyle n}$; ${\displaystyle p^{k}}$ - labvēlīgā varbūtība celta veiksmīgo reižu pakāpē; ${\displaystyle q^{n-k}}$ - nelabvēlīgā varbūtība (${\displaystyle q=1-p}$) celta neveiksmīgo reižu pakāpē.^[2]

Visu varbūtību summa būs 1: ${\displaystyle \sum _{i=0}^{n}p_{i}=1}$.

Piemērs

Varbūtība, ka diena būs apmākusies, ir 0,45. Kāda ir varbūtība, ka nedēļā būs 3 apmākušās dienas?

Izmantojot Bernulli formulu:

Animācija visu n = 4 situāciju kombinācijām: ${\displaystyle C_{4}^{0}=1;C_{4}^{1}=4;C_{4}^{2}=6;C_{4}^{3}=4;C_{4}^{4}=1}$

${\displaystyle P_{7}(3)=35\cdot 0,45^{3}\cdot 0,55^{4}=0,292...}$

Īpašības

Binomiālā sadalījuma sagaidāmā vērtība ir ${\displaystyle E[X]=np}$. Šo iegūst, jo gadījuma lielums var ieņemt vērtības {0; 1}, atkarībā no tā, vai gadījums ir labvēlīgs vai nav. No sagaidāmās vērtības linearitātes īpašības un fakta, ka varbūtība p ir nemainīga: ${\displaystyle E[X]=E[X1+...+Xn]=E[X1]+...+E[Xn]=p+...+p=np}$

Binomiālā sadalījuma dispersija ir: ${\displaystyle Var[X]=npq=np(1-p)}$

Skatīt arī

• Kombinatorika
• Puasona sadalījums

Atsauces

1. «Binominālais sadalījums — teorija. Matemātika (Skola2030), Matemātika II.». www.uzdevumi.lv (latviešu). Skatīts: 2023-09-21.
2. «Gadījuma lielumi. Diskrētu gadījuma lielumu binomiālais un Puasona sadalījums».