【二项分布超几何分布的均值和方差公式介绍】在概率统计中,二项分布和超几何分布是两种常见的离散型概率分布,它们分别用于描述独立重复试验和不放回抽样中的成功次数。为了更好地理解这两种分布的特性,我们可以通过其均值(期望)和方差来分析其数据的集中趋势和离散程度。
以下是对二项分布与超几何分布的均值和方差公式的总结,并以表格形式进行对比展示。
一、二项分布
二项分布适用于独立重复试验,每次试验只有两种可能的结果:成功或失败。设试验次数为 $ n $,每次成功的概率为 $ p $,则随机变量 $ X $ 表示在 $ n $ 次独立试验中成功的次数,服从参数为 $ (n, p) $ 的二项分布,记作 $ X \sim B(n, p) $。
均值(期望):
$$
E(X) = np
$$
方差:
$$
Var(X) = np(1 - p)
$$
二、超几何分布
超几何分布适用于不放回抽样的情况。设总体中有 $ N $ 个个体,其中 $ K $ 个是“成功”个体,从中抽取 $ n $ 个个体,随机变量 $ X $ 表示这 $ n $ 个样本中“成功”个体的数量,则 $ X $ 服从参数为 $ (N, K, n) $ 的超几何分布,记作 $ X \sim H(N, K, n) $。
均值(期望):
$$
E(X) = n \cdot \frac{K}{N}
$$
方差:
$$
Var(X) = n \cdot \frac{K}{N} \cdot \left(1 - \frac{K}{N}\right) \cdot \frac{N - n}{N - 1}
$$
三、对比总结
| 分布类型 | 均值(期望) | 方差 |
| 二项分布 | $ E(X) = np $ | $ Var(X) = np(1 - p) $ |
| 超几何分布 | $ E(X) = n \cdot \frac{K}{N} $ | $ Var(X) = n \cdot \frac{K}{N} \cdot \left(1 - \frac{K}{N}\right) \cdot \frac{N - n}{N - 1} $ |
四、简要说明
- 二项分布 中的每个试验是相互独立的,因此方差只与 $ p $ 和 $ n $ 相关。
- 超几何分布 是在不放回抽样下进行的,因此方差还受到总体大小 $ N $ 和样本容量 $ n $ 的影响,呈现出更复杂的结构。
通过以上对比可以看出,虽然两者都描述了成功事件的出现次数,但它们的适用条件和数学表达有所不同,理解这些差异有助于在实际问题中正确选择合适的概率模型。


