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二項分佈(Binomial Distribution)

🎯 定義

描述在固定次數 n 的獨立試驗中,每次試驗成功機率為 p,記錄成功次數 X 的離散型機率分佈。

公式

\[P(X=k)=\binom{n}{k}p^k(1-p)^{n-k},\ k=0,1,\dots,n \qquad E(X)=np \qquad Var(X)=np(1-p)\]

重點/應用

  • 是伯努利分佈(單次試驗)在 n 次獨立重複試驗下的延伸——伯努利分佈是二項分佈在 n=1 時的特例。
  • 應用示例:投放 n 則廣告觀察成功(點擊/購買)次數、檢驗 n 個產品中合格品數量。
  • 侷限:試驗須獨立,且成功機率 p 固定,若促銷活動等因素改變成功率,二項分佈可能失效,需改用動態模型。

記憶技巧

變異數比期望值多乘一項 \((1-p)\):\(E(X)=np\)、\(Var(X)=np(1-p)\),容易漏乘。

易混淆

  • vs 泊松分佈:二項分佈需要明確的試驗次數 n 與成功機率 p;泊松分佈則用於「固定時間/空間區間內事件發生次數」,不需明確的試驗次數,只需平均發生率 λ。當 n 很大、p 很小時,二項分佈可用泊松分佈近似。
📖 課文原文

「二項分佈描述的是在固定次數 n 的獨立試驗中,每次試驗成功的機率為 p,並記錄成功的次數 X……侷限:試驗必須是獨立的,且成功機率 p 固定,若任一條件不滿足,則不適用。」