计算几何分布概率
输入固定的成功概率,以及首次成功发生的试验序号。
关于几何分布
几何分布用于描述观察到首次成功所需的独立伯努利试验次数。每次试验只有两种结果,通常称为成功和失败,而且各次试验的成功概率保持不变。如果每次尝试相互独立且成功率不变,抛硬币、重复销售电话、零件检验和服务连接尝试都可用此模型描述。
本计算器采用 X 统计试验次数的定义,因此可能取值从一开始。首次成功发生在第 k 次试验的概率为 (1 - p) 的 k - 1 次方乘以 p。幂项表示连续 k - 1 次失败,最后的因子表示在指定次试验成功。例如,p 等于 0.5 时,第三次试验才首次成功需要先失败两次再成功一次,概率为 0.5 乘以 0.5 再乘以 0.5,即 0.125。
累积概率 P(X 小于或等于 k) 等于一减去 (1 - p) 的 k 次方。它回答首次成功是否会在指定尝试次数内出现这一实际问题。期望试验次数为 1 除以 p,方差为 (1 - p) 除以 p 的平方。因此,成功概率越低,预期等待越长,等待次数的不确定性也越大。
几何分布的一个重要特性是无记忆性。无论已经失败多少次,额外等待次数的概率分布都与最初相同。这仅在各次尝试确实独立且 p 不变时成立。如果练习提高了表现、设备逐渐磨损、客户各不相同,或采用不放回抽样,几何分布的假设就不再成立,可能需要其他模型。
请注意,部分教材和软件采用另一种定义:统计首次成功之前的失败次数,因此从零开始。其均值为 (1 - p) 除以 p,比此处统计总试验次数的均值少一。比较结果前,应先确认公式采用的定义。对于稳定的独立尝试序列,本计算器同时提供精确概率、累积概率及分布的集中趋势和离散程度。
几何分布示例
| 输入 | 精确概率 | 解释 |
|---|
| p = 0.5, k = 3 | 0.125 | 抛掷均匀硬币,先失败两次,再成功一次。 |
| p = 0.25, k = 2 | 0.1875 | 成功率为四分之一,先失败一次,再成功。 |
| p = 0.1, k = 1 | 0.1 | 第一次尝试就成功,因此精确概率等于 p。 |
如何计算几何分布概率
- 输入一次独立试验的成功概率。
- 输入首次成功发生的试验序号,必须为正整数。
- 点击“计算概率”。
- 查看精确概率、累积概率、均值和方差。
几何分布常见问题
k 代表什么?
这里的 k 是首次成功发生的试验序号。由于第一次试验编号为一,因此必须是正整数。
模型有哪些假设?
试验必须相互独立、只有两种结果,且成功概率恒定。若这些条件在尝试之间变化,结果可能无法准确描述过程。
什么是几何分布累积概率?
它是在第 k 次试验或之前首次成功的概率,其补事件是前 k 次试验全部失败。
为什么有些几何分布均值相差一?
有些定义统计首次成功前的失败次数,从零开始。本计算器统计截至首次成功的总试验次数,从一开始。
几何分布具有无记忆性吗?
是的。在一连串失败后,只要试验仍相互独立且成功概率不变,额外等待次数的分布就不会改变。