负二项分布是一种离散型的分布,可用于寄生虫学、医学昆虫学、微生物学以及流行病学等的研究。
概率函数及其图形 类似二项分布,服从负二项分布的随机变量的概率依次为负二项式展开后的各项:
负二项分布的概率函数为
式中K>0,0<π<1,X=0,1,2,…,
当k为正整数时,负二项分布称为Pascal分布; 当
称为几何分布。
已知参数k与π,按式(2)与(3)即可算得X=0,1,2…时的各个概率,并画出负二项分布的图形。
性质
(1) 负二项分布的均数μ与方差σ2为μ=k(1-π)/π,(5)
负二项分布
(2)递推公式: 当按式(2)求得p(X-1)后,即可按式(7)求得p(X),
参数π与k的估计 介绍两种方法:
(1)矩法。先由样本求得均数X与方差s2,作为μ与σ2的估计值,代入式(6)算得π的估计值,再代入式(5)算得k的估计值。
(2) 频数法。此法在样本含量充分大时可得到较满意的结果,其优点是简捷易算。方法步骤是:①由样本求得均数作为Μ的估计值;②由式(7),令X=1,得
上式左端的分子分母同乘以样本含量n,得np(1)/np(0),即X=1与X=0时的理论频数之比。当n充分大时,可以实际频数之比估计,于是此比值近似于k(1-π)。③按式(5)及式(8)求π及k的估计值。
例 为了研究钉螺的分布规律,对某河岸共查螺5760框(每框1/16平方市尺),各框内钉螺数的分布如表第(1)、(2)栏,问钉螺的频数分布是否服从负二项分布?钉螺的频数分布
H0: 钉螺的频数分布服从负二项分布,
H1: 钉螺的频数分布不服从负二项分布。
α=0.2。
(1)求π与k的估计值。本例n=5760,可用频数法估计之。由表算得=0.566493,按式(8),得
按式(5),得
再按式(8),得
(2)求理论频数F。先求p(X)
p(2)~p(7)仿此递推。
以上为理论频率,各乘以总框数5760,得上表第(3)栏F。X由0到7,累计F已达5755,故X≥8的累计F为5760-5755=5.0。
(3) x2检验。
自由度v=9-3=6。
查x2界值表,P≐0.5,按α=0.2水准不拒绝H0,故可认为钉螺的分布服从负二项分布。
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