К справочнику

Наиболее вероятное число успехов

Мода биномиального распределения и случай двух одинаковых максимумов.

Перед чтением

Что вы разберёте в этой статье

Мода биномиального распределения и случай двух одинаковых максимумов.

Простыми словами

Повторные испытания описывают серию однотипных попыток. Важно различать конкретный порядок успехов и само количество успехов в серии.

Основные понятия
  • мода
  • биномиальный максимум
Как читать формулы

Под каждой формулой дана расшифровка величин и условий. Сначала определите, что известно, затем проверьте ограничения и только после этого подставляйте числа.

Как закрепить

После теории решите три задачи: простую, среднюю и сложную. Подсказка, шаги решения и ответ открываются отдельно.

Раздел: Повторные испытания · университетский уровень

Вероятнее остальных

Мода биномиального распределения — число успехов, вероятность которого максимальна среди всех значений. Максимальная отдельная вероятность может быть небольшой: «самый вероятный» не означает «произойдёт наверняка» или «произойдёт чаще всех остальных вместе».

Для 0<p<10<p<1 отношение соседних вероятностей равно P(X=k+1)P(X=k)=nkk+1p1p\frac{P(X=k+1)}{P(X=k)}=\frac{n-k}{k+1}\frac p{1-p}. Пока оно больше единицы, вероятности растут; после перехода ниже единицы убывают. Отсюда модами являются целые числа mm в промежутке (n+1)p1m(n+1)p(n+1)p-1\le m\le(n+1)p.

Один или два максимума

Если (n+1)p(n+1)p не целое, мода единственная: (n+1)p\lfloor(n+1)p\rfloor. Если это целое rr, максимумы достигаются в r1r-1 и rr. При p=0p=0 единственная мода 0, при p=1p=1nn: границы рассматривают отдельно. Это дополнительная тема исследования биномиальной модели.

Три примера

  1. При n=10n=10, p=0.3p=0.3 получаем (n+1)p=3.3(n+1)p=3.3. Наиболее вероятны ровно три успеха.
  2. При n=5n=5, p=0.5p=0.5 произведение равно 3: моды 2 и 3. Коэффициенты строки Паскаля для них одинаковы: 10 и 10.
  3. При n=2n=2, p=0.4p=0.4 мода равна 1, хотя ожидание np=0.8np=0.8. Среднее теоретическое значение не обязано быть допустимым результатом.

Ошибки

Округление npnp не является общим правилом. При n=2n=2 и p=0.3p=0.3 среднее 0.6 округляется до 1, но (n+1)p=0.9(n+1)p=0.9, и единственная мода — 0. Когда мод две, нужно назвать обе. Для других распределений эта формула не действует: максимум исследуют заново.

Формула, смысл и ограничения

Главные формулы с расшифровкой

(n+1)p1m(n+1)p(n+1)p-1\le m\le(n+1)p

Формула словами: При 0 < p < 1 целые m в этом промежутке — моды биномиального распределения.

Как применять: Запишите число испытаний, вероятность успеха и требуемое число успехов; отдельно учтите число возможных расположений успехов.

От формулы к наблюдению

Попробуйте самостоятельно

Измените параметры и сопоставьте расчёт с результатами случайного эксперимента.

От простого к сложному

Проверьте себя

Сначала запишите решение самостоятельно. Затем можно открыть намёк, сравнить каждый переход с пошаговым разбором и только после этого посмотреть ответ. Прогресс сохраняется в этом браузере.

Простой

Найдите единственную моду числа успехов при n=3, p=0.2.

Принимаются равные дроби и десятичная запись. Бесконечные дроби округляйте минимум до 6 знаков. Для процентов следуйте условию.

Средний

Найдите единственную моду биномиального распределения при n=12, p=0.4.

Принимаются равные дроби и десятичная запись. Бесконечные дроби округляйте минимум до 6 знаков. Для процентов следуйте условию.

Сложный

При n=7, p=0.5 биномиальное распределение имеет две моды. Найдите сумму этих мод.

Принимаются равные дроби и десятичная запись. Бесконечные дроби округляйте минимум до 6 знаков. Для процентов следуйте условию.

Закрепите прочитанное коротким тестом

Три уровня сложности, без подсказок и ответов до завершения.

Пройти тест по статье

Источники и соглашения

Объяснения и задачи — авторские. Источники помогают проверить определения, условия и школьную привязку. Обозначения и параметризация указаны в статье.