超几何分布计算器

计算不放回抽样的精确成功概率、均值和方差。

计算超几何概率
描述一个有限总体,以及样本中观察到的成功次数。

关于超几何分布

超几何分布描述从有限总体中不放回抽取固定大小样本时,样本中的成功次数。总体含有N个对象,其中恰有K个具备称为“成功”的特征。抽取n个对象作为样本,X统计其中成功对象的数量。典型应用包括从一副牌中抽牌、审核货物、选取委员会成员,以及从有限批次中抽检产品。 精确概率通过组合计数求得。恰好含有k个成功对象的样本数,等于从K个中选k个的组合数,乘以从N减K个中选n减k个的组合数。将该乘积除以从N个中选n个的组合数,也就是所有大小为n的可能样本数,即得到P(X = k)。由于不考虑顺序,组合是自然的计数方法。本计算器无需列出各个对象,即可计算这些因子。 可行输入须遵守若干约束。总体大小必须为正数。总体成功数和样本量不能超过总体大小。要求的样本成功数不能超过可用成功数或样本量,也不能小到使样本所需的失败对象多于总体中现有的失败对象。验证所有限制,可避免把数学上不可能的事件误认为普通的零概率结果。 样本成功数的期望为n乘以K再除以N。方差等于n乘以总体成功比例及其补数,再乘以有限总体修正因子(N - n)除以(N - 1)。该修正反映不放回抽样导致的依赖性。抽取的总体比例越大,不确定性越小;当抽取整个总体时,成功数已知,方差为零。 超几何分布与二项分布有关,但不能互相替代。二项模型假设试验相互独立且成功概率固定,适合放回抽样或总体远大于样本的情况。超几何抽样具有依赖性,因为每次选择都会改变剩余总体的组成。当样本只占大总体的一小部分时,二项分布可以近似结果。对于有限批次或较高抽样比例,精确超几何计算更合适。可将本工具用于质量控制、遗传学、调查、游戏,以及任何抽取后不放回对象的选择过程,获得清晰的概率结果。

超几何分布示例

N, K, n, k精确概率说明
52, 4, 5, 10.29947364五张手牌中恰好有一张A。
20, 7, 5, 20.3873839五个对象的样本中恰好有两个符合条件。
10, 3, 2, 00.46666667抽取的两个对象都来自七个失败对象。

如何计算超几何概率

  1. 输入有限总体的总大小N。
  2. 输入该总体中可用的成功数K。
  3. 输入样本量n及所需的样本成功数k。
  4. 选择“计算概率”,查看精确概率、均值和方差。

超几何分布常见问题

什么时候应使用超几何模型?

从包含两类对象的有限总体中,不放回抽取固定大小样本时使用。总体组成不断变化,使连续抽取相互依赖。

它与二项分布有什么不同?

二项试验相互独立,成功概率保持不变。超几何抽样不放回,因此每次选择都会改变后续抽取的概率。

k代表什么?

k是要求样本中恰好出现的成功次数。考虑现有成功和失败对象数量后,这个值必须可行。

为什么方差包含有限总体修正?

不放回抽样中,样本占总体的比例越大,不确定性越小。该修正使抽取整个总体时方差降为零。

二项分布能近似这个结果吗?

当样本只占大总体极小的一部分时,结果可能很接近。若抽样比例较高,应使用精确的超几何概率。