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第六章 概率分布@


一、二项试验
满足以下4个条件的试验称为二项试验:
1.一次试验只有两种可能的结果;
2.共有n次试验,n是事先给定的任一整数; 3.各次试验相互独立,即各次试验之间互不影响; 4.某种结果出现的概率在任何一次试验中都是固定的,即 某个事件每次出现的概率都相等。
如:抛硬币(正面/反面),判断(对/错),考试通过和不
通过,应聘录取和落聘……
二、二项分布
二项分布:是指试验仅有两种不同性质结果的概率分布。 具体定义:有n次试验,各次试验彼此独立,每次试验某事件出 现的概率都是P,某事件不出现的概率都是q(1-P),则对于某 事件出现X次(0,1,2,…n)的概率分布为:
b X .n . p C n p q
造成分数解释上的困难。
⑶科目性质不同,直接把各科原始分相加不合理。
例题:下表是两名高考学生的成绩,试分析哪一位考生 的成绩更好?
科目
语文 政治
原始成绩 甲 85 70 乙 89 62
全体考生 平均分 70 65 标准差 10 5
外语
数学 理化
68
53 72
72
40 87
69
50 75
8
6 8
Σ
348
(二)经验分布与理论分布

依分布函数的来源,可将概率分布分为经验分布与理 论分布。 经验分布(empirical distribution)是指根据观察或实 验所获得的数据而编制的次数分布或相对频率分布。


理论分布(theoretical distribution)是按某种数学模
型计算出的概率分布。
1.随机事件的频率 ——在相同条件下进行n次重复试验,如果随机事件A发生的 次数为m ,那么m/n称为随机事件A的频率; W ( A ) 2.随机事件的概率 ——当n无限增大时,随机事件A的频率会稳定在一个常数P, 这个常数就是随机事件A的概率。
P A Lim m n
m n
n
这样定义的概率称为后验概率或统计概率。
记作u~N(0,1)
6.标准差与面积之间的关系

关于标准正态分布,以下几种概率应当熟记:
P(-1≤Z ≤ 1)=0.6826 P(-2≤Z ≤ 2)=0.9545 P(-3≤Z ≤ 3)=0.9973 P(-1.96≤Z ≤ 1.96)=0.95 P (-2.58≤Z ≤ 2.58)=0.99
P( A B ) P A P B
P( A
A2 An )
1
P A
1

P A
2

P A
n

(三)概率的乘法定理

若事件A发生不影响事件B是否发生,这样的两个事件为 互相独立事件。
两个互相独立事件积的概率,等于这两个事件概率的乘积, 即

P( A B ) P A P B
(一)概率的公理系统
1.任何随机事件A的概率都是非负,即 0 ≤ P(A)≤1 2.必然事件的概率等于1,即 P(A)= 1 3.不可能事件的概率等于零,即 P(A)= 0
(二)概率的加法定理
◆若事件A发生,则事件B就一定不发生,这样的两个事件为
互不相容事件。

两互不相容事件和的概率,等于这两个事件概率之和,即

解:考试成绩服从正态分布,根据题意招生人数的 概率为P(Z≥Z0) = 150/2800 = 0.05357 P(0<Z< Z0) = 0.5-0.05357 = 0.44643 查正态分布表,得Z0 = 1.6112 X0= 75 + 1.6112×8 = 87.8894 ≈ 88
五、正态分布理论在测验中的应用 (一)化等级评定为测量数据


直接查正态分布表就能得到相应的概率密度Y值。
如果由概率P求Y值,要注意区分已知概率是位于
正态曲线的中间部分,还是两尾端部分,才能通过
查表求得正确的概率密度。

例:在某年高考的平均分数为500,标准差为100的正态总体 中,某考生得到650分。设当年高考录取率为10%,问该生成
绩能否入围?

解:该生的标准分数为
X X
n X

n! X ! n X !
p
X
q
n X
例6-4
b X . n . p :n次试验中某事件出 现X次,每次试验出现 的概率为P,不出现的 概率为q.
例:从男生占2/5的学校中随机抽取6个学生,问正 好抽到4个男生的概率是多少?最多抽到2个男生的 概率是多少? 解:将n=6,p=2/5,q=3/5,X=4代入公式,则恰好抽到4 个男生的概率为:
2 2
其中μ为平均数,σ2为方差,称随机变量x服从正态 分布 , 记为x~N(μ,σ2)。
二、 正态分布 的特征
1.正态分布是对称的曲线,对称轴为x=μ;M=Md=Mo,y(max) =0.3989 2.正态曲线的拐点为正负1个标准差处。 3.正态曲线下的面积为1,左右两边相等=0.5
4.正态分布随平均数μ与标准差σ的变化而变化。
第六章
概率分布
★为何要学习概率分布?
推测

研究的目的:样本———————总体:推论统计 需要指出推论结果的可能性大小,即概率。 概率分布理论是推论统计的基础。
第一节
概率的基本概念
一、什么是概率
——表明随机事件出现可能性大小的客观指标。
在一定条件下可能出现也可能不出现的 事件或现象。
(一)后验概率(或统计概率)

从表可看出,随着实验次数的增多, 1个人发生从
众行为这个事件的概率越来越稳定地接近0.7,我
们就把0.7作为这个事件的概率。

在一般情况下,随机事件的概率 p 是不可能 准确得到的。通常以试验次数n充分大时随机事件A 的频率作为该随机事件概率的近似值。

即 P(A)=p≈m/n
(n充分大)
(二)先验概率(古典概率)
2 5 )
b ( 4 ,6 ,
C6 p q
4 4
2
2 3 4 ! 2 ! 5 5 6!
第二节 正态分布

正态分布(normal distribution)也称为常态分 布,是连续型随机变量概率分布的一种,是在数理 统计的理论与实际应用中占有最重要地位的一种理 论分布,也称高斯分布。
一、正态分布曲线函数
正态分布曲线函数又称概率密度函数,其一般 公式为 X 1 2 Y e 2
三、概率分布类型

概率分布(probability distribution)是指对随机
变量取不同值时的概率分布情况用函数进行描述。

依不同的标准,对概率分布可作不同的分类。
(一)离散型分布与连续型分布

依随机变量的类型(是否具有连续性),可将概率分布分 为离散型概率分布与连续型概率分布。

心理与教育统计学中最常用的离散型分布是二项分布,最 常用的连续型分布是正态分布。

例2:从30个白球和20个黑球共50个球中随机抽取两 次(放回抽样),问抽出一个黑球和一个白球的概率 是多少?

抽出一个白球的概率为3/5,抽出一应包括先抽出一 个黑球、后抽出一个白球和先抽出一个白球、后 抽出一个黑球两种情况。因此:
P 3 5 2 5 2 5 3 5 0 . 48
抽,则4个学生都抽到试题1的概率是多少?
抽到第一题或第二题的概率应为抽到第一题
的概率和抽到第二题的概率之和,即
P A B P A P B 1 5 1 5 2 5
四个学生都抽到第一题即四个学生同时抽
到第一题,其概率应为抽到第一题的概率 的乘积,即
P A1 A 2 A 3 A 4 1 5 1 5 1 5 1 5 1 625
5.正态分布可以转化为标准正态分布曲线(μ=0,σ2=1)。
三、标准正态分布

对于任何一个服从正态分布N(μ,σ2)的随机变量x,都 可以通过标准化变换:z=(x-μ)/σ;将标准分数代入 正态曲线函数,并且,令σ=1,则公式变换为标准正态 分布函数:
Y

1 2
e

Z
2
2
标准正态分布的μ=0,σ2=1,


求各等级中点以上(或以下)的累积比率;
用累积比率查正态分布表; 求被评者所得评定等级的数量化值的平均值。
(二)确定测验题目的难易度P171
(三)在能力分组或等级评定时确定人数

如要将某种能力的分数分成等距的几个等级,在确定各等级 人数时,可将正态分布基线上Z=-3至Z=+3之间6个标准 差的距离分成相等的几份,然后查表求出各段Z值之间的面 积,再乘以总人数,即为各等级人数。

(例6-3)

例:今有1000人参加一项数学能力测验,欲将测验结 果评为六个等级。问各等级评定的人数应是多少?
(四)以标准分数表示考试成绩
★比较学生的考试成绩时,使用原始分数有其 不合理之处:
⑴原始分制度没有提示考生成绩在考生团体成绩中的位置。
⑵由于各科命题难度不同,导致各科原始分之间不能直接比较,
P( A A
1 2 A n )
P A P A P A
1 2
n

如,两次抽到扑克牌方块K的概率。例6-1
练习题

例1:某一学生从5个试题中任意抽取一题,
进行口试。如果抽到每一题的概率为1/5,则
抽到试题1或试题2的概率是多少? 如果前
一个学生把抽过的试题还回后,后一个学生再
如果随机试验满足两个条件:

⑴ 试验的所有可能结果是有限的; ⑵ 每一种可能结果出现的可能性相等。 含有m个基本事件,则事件A的概率为m/n,即
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