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二项分布
 
摘要: 二项分布是一种重要的离散型分布,由J.Bernoulli(1713)提出,故亦称Bernoulli分布,它在医学中常用于率的抽样研究,如总体率的估计及两样本率的比较等。概率函数及图形 设总体中的每一观察单位只具有相互对立的一种结果,如检查结果的阳性或阴性,动物的生存或死亡等;已知发生某一结果(如阳性)的概率为π,其对立结果的概率为(1-x);各单位的观察结果相互独立。

二项分布是一种重要的离散型分布,由J.Bernoulli(1713)提出,故亦称Bernoulli分布,它在医学中常用于率的抽样研究,如总体率的估计及两样本率的比较等。概率函数及图形 设总体中的每一观察单位只具有相互对立的一种结果,如检查结果的阳性或阴性,动物的生存或死亡等;已知发生某一结果(如阳性)的概率为π,其对立结果的概率为(1-x);各单位的观察结果相互独立。则从该总体中随机抽取n例,其中恰有X例是阳性的概率为下列二项式展开

含有πX的项,记作p(X),称为二项分布的概率函数,即

式中,n为正整数,式(1)右端各项概率的总和为1


在含量为n的样本中,最多有X例为阳性的概率记作:

最少有X例为阳性的概率记作:

Q(X)有统计表可查,此处从略。


已知n与π,就能按式(2)计算X=0,1,…,n时的概率。今设π=0.2,n=5与25时的二项分布如图示。


二项分布

性质 (1)均数μ、方差σ2与标准差σ分别按式(6)~(8)计算:


若以率表示,则分别按式(9)与(10)计算,

μp=π,(9)


(2)正态近似式:从上图可见:当n足够大,且π不太靠近0或1时,二项分布逼近正态分布,于是式(4)中P(X)=φ(u),φ(u)为标准正态分布函数。故可按式(11)求得u值,

式中±0.5为连续性校正数,当(X-nπ)<0则+0.5,当(X-nπ)>0则-0.5;然后,查标准正态分布曲线下的面积表(见“正态分布”),求得P(X)。


例 根据以往经验用旧药治疗某病,其治愈率x为65%,病死率为35%。今用某种新药治疗该病20人,结果有1人死亡。问该新药是否较旧药为优?设新药的治愈率π为75%,则用新药治疗该病100人,最少治愈80人的概率为多少?

假设: 新旧药疗效相同,则用新药治疗该病20人,20人全部治愈的概率,按式(2)为(0.65)20,治愈19人的概率为20(0.35)(0.65)19。故最少治愈19人(即最多死1人)的概率为P=(0.65)20+20(0.35)(0.65)19=0.00213。

按检验水准α=0.05,可认为新药较旧药为优。

100名该病患者中最少治愈80名的概率,按式(5)为Q(80),但Q(80)等于最多死亡(病死率为0.25)20人的概率P(20)。因此,先按式(11),得

查标准正态分布曲线下面积(详表)表,当u=-1.04 时,得φ(-1.04)=0.1492,即用新药治疗100名某病患者最少治愈80人的概率为0.1492。


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  • 发布时间: 2012-12-17
  • 更新时间: 2012-12-17

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