二項(xiàng)分布、泊松分布和正態(tài)分布地區(qū)別及聯(lián)系

二項(xiàng)分布、泊松分布和正態(tài)分布的區(qū)別及聯(lián)系二項(xiàng)分布、泊松分布和正態(tài)分布的區(qū)別及聯(lián)系?被瀏覽8,9732個(gè)回答猴子微信公眾號(hào)：猴子聊人物之前你已經(jīng)了解概率的基礎(chǔ)知識(shí)（如果還不知道概率能干啥，在生活中有哪些應(yīng)用的例子，可以看我之前的《投資賺錢與概率》）。今天我們來聊聊幾種特殊的概率分布。這個(gè)知識(shí)目前來看，還沒有人令我滿意的答案，因?yàn)槠渌硕鄶?shù)是在舉數(shù)學(xué)推導(dǎo)公式。我這個(gè)人是最討厭數(shù)學(xué)公式的，但是這并不妨礙我用統(tǒng)計(jì)概率思維做很多事情。相比熟悉公式，我更想知道學(xué)的這個(gè)知識(shí)能用到什么地方?？上В€沒有人講清楚。今天，就讓我來當(dāng)回雷鋒吧。首先，你想到的問題肯定是：1.什么是概率分布？2.概率分布能當(dāng)飯吃嗎？學(xué)了對(duì)我有啥用？好了，我們先看下：什么是概率分布？什么是概率分布？要明白概率分布，你需要知道先兩個(gè)東東:1）數(shù)據(jù)有哪些類型2）什么是分布數(shù)據(jù)類型（統(tǒng)計(jì)學(xué)里也叫隨機(jī)變量）有兩種。第1種是離散數(shù)據(jù)。離散數(shù)據(jù)根據(jù)名稱很好理解，就是數(shù)據(jù)的取值是不連續(xù)的。例如擲硬幣就是一個(gè)典型的離散數(shù)據(jù)，因?yàn)閽佊矌诺木?種數(shù)值（也就是2種結(jié)果，要么是正面，要么是反面）。你可以把離散數(shù)據(jù)想象成一塊一塊墊腳石，你可以從一個(gè)數(shù)值調(diào)到另一個(gè)數(shù)值，同時(shí)每個(gè)數(shù)值之間都有明確的間隔。第2種是連續(xù)數(shù)據(jù)。連續(xù)數(shù)據(jù)正好相反，它能取任意的數(shù)值。例如時(shí)間就是一個(gè)典型的連續(xù)數(shù)據(jù)1.25分鐘、1.251分鐘，1.2512分鐘，它能無限分割。連續(xù)數(shù)據(jù)就像一條平滑的、連綿不斷的道路，你可以沿著這條道路一直走下去。什么是分布呢？數(shù)據(jù)在統(tǒng)計(jì)圖中的形狀，叫做它的分布。其實(shí)我們生活中也會(huì)聊到各種分布。比如下面不同季節(jié)男人的目光分布.。各位老鐵，來一波美女，看看你的目光停在哪個(gè)分布的地方。美女也看了，現(xiàn)在該專注學(xué)習(xí)了吧?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)知道了兩件事情：1）數(shù)據(jù)類型（也叫隨機(jī)變量）有2種：離散數(shù)據(jù)類型（例如拋硬幣的結(jié)果），連續(xù)數(shù)據(jù)類型（例如時(shí)間）2）分布：數(shù)據(jù)在統(tǒng)計(jì)圖中的形狀現(xiàn)在我們來看看什么是概率。概率分布就是將上面兩個(gè)東東（數(shù)據(jù)類型+分布）組合起來的一種表現(xiàn)手段：概率分布就是在統(tǒng)計(jì)圖中表示概率，橫軸是數(shù)據(jù)的值，縱軸是橫軸上對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)值的概率。很顯然的，根據(jù)數(shù)據(jù)類型的不同，概率分布分為兩種：離散概率分布，連續(xù)概率分布。那么，問題就來了。為什么你要關(guān)心數(shù)據(jù)類型呢？因?yàn)閿?shù)據(jù)類型會(huì)影響求概率的方法。對(duì)于離散概率分布，我們關(guān)心的是取得一個(gè)特定數(shù)值的概率。例如拋硬幣正面向上的概率為：p（x二正面）=1/2而對(duì)于連續(xù)概率分布來說，我們無法給出每一個(gè)數(shù)值的概率，因?yàn)槲覀儾豢赡芰信e每一個(gè)精確數(shù)值。例如，你在咖啡館約妹子出來，你提前到了。為了給妹子留下好印象，你估計(jì)妹子會(huì)在5分鐘之內(nèi)出現(xiàn)，有可能是在4分鐘10秒以后出現(xiàn)，或者在4分鐘10.5秒以后出現(xiàn)，你不可能數(shù)清楚所有的可能時(shí)間，你更關(guān)心的是在妹子出現(xiàn)前的1-5分鐘內(nèi)（范圍），你把發(fā)型重新整理下（雖然你因?yàn)榧影囝^發(fā)已經(jīng)禿頂了，但是發(fā)型不能亂），給妹子留個(gè)好印象。所以，對(duì)于像時(shí)間這樣的連續(xù)型數(shù)據(jù)，你更關(guān)心的是一個(gè)特定范圍的概率是多少。概率分布能當(dāng)飯吃嗎？學(xué)了對(duì)我有啥用？當(dāng)統(tǒng)計(jì)學(xué)家們開始研究概率分布時(shí)，他們看到，有幾種形狀反復(fù)出現(xiàn)，于是就研究他們的規(guī)律，根據(jù)這些規(guī)律來解決特定條件下的問題。想起，當(dāng)年為了備戰(zhàn)高考，我是準(zhǔn)備了一個(gè)自己的“萬能模板七任何作文題目過來，我都可以套用該模板，快速解決作文這個(gè)難題。當(dāng)你，我高考的作文分?jǐn)?shù)還是不錯(cuò)的。（我聰明吧）同樣的，記住概率里這些特殊分布的好處就是:下次遇到類似的問題，你就可以直接套用“模板”（這些特殊分布的規(guī)律）來解決問題了?？岵豢?？爽不爽？接下里，我們一起來聊聊常見的4種概率分布。1）3種離散概率分布二項(xiàng)分布泊松分布幾何何分布2）1種連續(xù)概率分布正態(tài)分布在開始介紹之前，你先回顧下這兩個(gè)知識(shí)：期望：概率的平均值標(biāo)準(zhǔn)差：衡量數(shù)據(jù)的波動(dòng)大小。第1種：二項(xiàng)分布我們從下面3個(gè)問題開聊：1.二項(xiàng)分布有啥用？2.如何判斷是不是二項(xiàng)分布？3.二項(xiàng)分布如何計(jì)算概率？二項(xiàng)分布有啥用呢？當(dāng)你遇到一個(gè)事情，如果該事情發(fā)生次數(shù)固定，而你感興趣的是成功的次數(shù)，那么就可以用二項(xiàng)分布的公式快速計(jì)算出概率來。例如你按我之前的《投資賺錢與概率》買了這5家公司的股票（谷歌，F(xiàn)acebook，蘋果，阿里巴巴，騰訊），為了保底和計(jì)算投入進(jìn)去多少錢，你想知道只要其中3個(gè)股票幫你賺到錢（成功的次數(shù)）的概率多大，那么這時(shí)候就可以用二項(xiàng)分布計(jì)算出來。牛掰吧？如何判斷是不是二項(xiàng)分布？首先，為啥叫二項(xiàng)，不叫三項(xiàng)，或者二愣子呢？故明思義，二項(xiàng)代表事件有2種可能的結(jié)果，把一種稱為成功，另外一種稱為失敗。生活中有很多這樣2種結(jié)果的二項(xiàng)情況，例如你表白是二項(xiàng)的，一種成功（恭喜你表白成功，可以戀愛了，興奮吧？），一種是失?。ū痪芙^了，傷不傷心？）。你向老板提出加薪的要求，結(jié)果也有兩種（二項(xiàng)）。一種是成功（加薪成功，老板我愛你），一種是失敗（麻蛋，不給漲薪老子不干了，像是這種有統(tǒng)計(jì)概率思維的人，是很稀缺的，明天就投簡(jiǎn)歷出去）那么，什么是二項(xiàng)分布呢？只要符合下面3個(gè)特點(diǎn)就可以判斷某事件是二項(xiàng)分布了：1）做某件事的次數(shù)（也叫試驗(yàn)次數(shù)）是固定的，用n表示。（例如拋硬幣3次，投資5支股票），2）每一次事件都有兩個(gè)可能的結(jié)果（成功，或者失?。ɡ缑恳淮螔佊矌庞?個(gè)結(jié)果：正面表示成功，反面表示失敗。每一次投資美股有2個(gè)結(jié)果：投資成功，投資失?。?）每一次成功的概率都是相等的，成功的概率用p表示（例如每一次拋硬幣正面朝上的概率都是1/2。你投資了5家公司的股票，假設(shè)每一家投資盈利成功的概率都相同）4）你感興趣的是成功x次的概率是多少。那么就可以用二項(xiàng)分布的公式快速計(jì)算出來了。（你已經(jīng)知道了我前面講的5家美股的賺錢概率最大，所以你買了這5家公司的股票，假設(shè)投資的這5家公司成功的概率都相同，那么你關(guān)心其中只要有3個(gè)投資成功，你就可以賺翻了，所以想知道成功3次的概率）根據(jù)這4個(gè)特點(diǎn)，我們就知道拋硬幣是一個(gè)典型的二項(xiàng)分布,還有你投資的這5支股票也是一個(gè)典型的二項(xiàng)分布（在假設(shè)每家公司投資成功的前提下）。二項(xiàng)分布如何計(jì)算概率？怎么計(jì)算符合二項(xiàng)分布事件的概率呢？也就是你想知道下面的問題：你拋硬幣3次，2次正面朝上的概率是多少？你買了這5家公司的股票，3支股票賺錢的概率是多大？上面我們已經(jīng)知道了二項(xiàng)分布的4個(gè)特點(diǎn)，并知道每個(gè)特點(diǎn)的表示方法：1）做某件事次數(shù)是固定的，用n表示2） 每一次事件都有兩個(gè)可能的結(jié)果（成功，或者失?。?） 每一次成功的概率都是相等的，成功的概率用p表示4)你感興趣的是成功x次的概率是多少這時(shí)候，二項(xiàng)分布的公式就可以發(fā)揮威力了：這里你也別害怕數(shù)學(xué)公式，每一項(xiàng)的含義我前面已經(jīng)講的很清楚了。這個(gè)公式就是計(jì)算做某件事情n次，成功x次的概率的。很多數(shù)據(jù)分析工具(Excel，Python，R)都提供工具讓你帶入你研究問題的數(shù)值，就能得到結(jié)果。例如，拋硬幣5次(n)，恰巧有3次正面朝上(x=3,拋硬幣正面朝上概率p=1/2)，可以用上面的公式計(jì)算出出概率為31.25%(用Excel的BINOM.DIST函數(shù)，Python，R都可以快速計(jì)算)二項(xiàng)分布經(jīng)常要計(jì)算的概率還有這樣一種情況:拋硬幣5次,硬幣至少有3次正面朝上(即x>=3)的概率是多少？你能直接想到的簡(jiǎn)單方法是：將恰巧有3次，恰巧有4次，恰巧有5次的概率相加，結(jié)果便是至少3次，為50%。但是如果次數(shù)很多，這樣的辦法簡(jiǎn)直是給自己挖了一個(gè)大大的坑。我們用逆向思維換個(gè)思路，至少3次正面朝上的反向思考是什么呢？反向思路就是最多2次正面朝上。只要我們先計(jì)算出最多2次正面朝上的概率p(x<=2)，那么至少3次正面朝上的概率就是1-p(x<=2)。這樣用逆向思維，就把一個(gè)復(fù)雜的問題，化解為簡(jiǎn)單的問題。因?yàn)榍笞龆?次朝上的概率比較簡(jiǎn)單：p(x<=2)=p(0)+p(1)+p(2)最好提下二項(xiàng)分布的:期望E(x)=np(表示某事情發(fā)生n次，預(yù)期成功多少次。）知道這個(gè)期望有啥用呢？做任何事情之前，知道預(yù)期結(jié)果肯定對(duì)你后面的決策有幫助。比如你拋硬幣5次，每次概率是1/2,那么期望E（x）二5*1/2=2.5次，也就是有大約3次你可以拋出正面。在比如你之前投資的那5支股票，假設(shè)每支股票幫你賺到錢的概率是80%，那么期望E（x）=5*80%=4,也就是預(yù)期會(huì)有4只股票投資成功幫你賺到錢。第2種：幾何分布其實(shí)我一直把幾何分布，叫做二項(xiàng)分布的孿生兄弟，因?yàn)樗麅商窳恕Ｖ挥?點(diǎn)不同，就像海爾兄弟只有內(nèi)褲不同一樣。我們還是從下面這個(gè)套路聊起來一起找出這個(gè)不同的“勁爆點(diǎn)”：1.幾何分布有啥用？2.如何判斷是不是幾何分布？3.幾何分布如何計(jì)算概率？1.幾何分布有啥用？如果你需要知道嘗試多次能取得第一次成功的概率，則需要幾何分布。2.如何判斷是不是幾何分布？只要符合下面4個(gè)特點(diǎn)就可以判別你做的事情是就是幾何分布了：1）做某事件次數(shù)（也叫試驗(yàn)次數(shù)）是固定的，用n表示（例如拋硬幣3次，表白5次），2）每一次事件都有兩個(gè)可能的結(jié)果（成功，或者失?。ɡ缑恳淮螔佊矌庞?個(gè)結(jié)果：正面表示成功，反面表示失敗。每一次表白有2個(gè)結(jié)果：表白成功，表白失?。?） 每一次“成功”的概率都是相等的，成功的概率用p表示（例如每一次拋硬幣正面朝上的概率都是1/2。假設(shè)你是初出茅廬的小伙子，還不是老油條，所以你表白每一次成功的概率是一樣的）4） 你感興趣的是，進(jìn)行x次嘗試這個(gè)事情，取得第1次成功的概率是多大。（例如你在玩拋硬幣的游戲，想知道拋5次硬幣，只有第5次（就是滴1次成功）正面朝上的概率是多大。你表白你的暗戀對(duì)象，你希望知道要表白3次，心儀對(duì)象答應(yīng)和你手牽手的概率多大。）正如你上面看到的，幾何分布和二項(xiàng)分布只有第4點(diǎn)，也就是解決問題目的不同。這個(gè)點(diǎn)夠不夠勁爆？（嘻嘻）3.幾何分布如何計(jì)算概率？用下面公式就可以了:P為成功概率，即為了在第x次嘗試取得第1次成功，首先你要失敗（x-1）次。假如在表白之前，你計(jì)算出即使你嘗試表白3次，在最后1次成功的概率還是小于50%，還沒有拋硬幣的概率高。那你就要考慮換個(gè)追求對(duì)象?；蛘呤紫忍嵘伦约海岣咦约好恳淮伪戆椎母怕?，比如別讓自己的鼻毛長(zhǎng)出來。我之前讀書的一個(gè)師兄，每天鼻毛長(zhǎng)出來，看的我都惡心，何況其他人呢。幾何分布的期望是E（x）=1/p。代表什么意思呢？假如你每次表白的成功概率是60%，同時(shí)你也符合幾何分布的特點(diǎn)，所以期望E（x）=1/p=1/0.6=1.67所以你可以期望自己表白1.67次（約等于2次）會(huì)成功。這樣的期望讓你信息倍增，起碼你不需要努力上100次才能成功，2次還是能做到的，有必要嘗試下。幾何分布的標(biāo)準(zhǔn)差：第3種泊松分布還是同樣的味道，還是同樣的討論，我們一起通過下面3個(gè)問題了解這個(gè)泊松分布。1.泊松分布有啥用？2.如何判斷是不是泊松分布？3.泊松分布如何計(jì)算概率？1.泊松分布有啥用？如果你想知道某個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)，發(fā)生某件事情x次的概率是多大。這時(shí)候就可以用泊松分布輕松搞定。比如一天內(nèi)中獎(jiǎng)的次數(shù)，一個(gè)月內(nèi)某機(jī)器損壞的次數(shù)等。知道這些事情的概率有啥用呢？當(dāng)然是根據(jù)概率的大小來做出決策了。比如你搞了個(gè)抽獎(jiǎng)活動(dòng)，最后算出來一天內(nèi)中獎(jiǎng)10次的概率都超過了90%，然后你順便算了下期望，再和你的活動(dòng)成本比一下，發(fā)現(xiàn)要賠不少錢。那這個(gè)活動(dòng)就別搞了。泊松分布的形狀會(huì)隨著平均值的不同而有所變化，無論是一周內(nèi)多少人能贏得彩票，還是每分鐘有多少人會(huì)打電話到呼叫中心，泊松分布都可以告訴我們它們的概率。2.什么是泊松分布？符合以下3個(gè)特點(diǎn)就是泊松分布：1）事件是獨(dú)立事件（之前如果你看過我的《投資賺錢與概率》已經(jīng)知道賭徒謬論了，所以類似抽獎(jiǎng)這樣的就是獨(dú)立事件）2）在任意相同的時(shí)間范圍內(nèi)，事件發(fā)的概率相同（例如1天內(nèi)中獎(jiǎng)概率，與第2天內(nèi)中間概率相同）3）你想知道某個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)，發(fā)生某件事情x次的概率是多大（例如你搞了個(gè)促銷抽獎(jiǎng)活動(dòng)，想知道一天內(nèi)10人中獎(jiǎng)的概率）用x代表事情發(fā)的次數(shù)（例如中獎(jiǎng)10個(gè)人中獎(jiǎng)），u代表給定時(shí)間范圍內(nèi)事情發(fā)生的平均次數(shù)（例如你搞的抽獎(jiǎng)活動(dòng)1天平均中獎(jiǎng)人數(shù)是5人），概率計(jì)算公式為：可別被上面的公式嚇到，數(shù)學(xué)公式就是紙老虎，現(xiàn)在有很多工具（Excel，Python，R）都可以直接計(jì)算出來這個(gè)概率，所以也別記住這個(gè)公式，用的時(shí)候知道泊松分布適合啥時(shí)候用就妥了。例如你搞了個(gè)促銷抽獎(jiǎng)活動(dòng)，只知道1天內(nèi)中獎(jiǎng)的平均個(gè)數(shù)為5個(gè)，你想知道1天內(nèi)恰巧中獎(jiǎng)次數(shù)為7的概率是多少？此時(shí)x=7,u=5（區(qū)間內(nèi)發(fā)生的平均次數(shù)），代入公式求出概率為10.44%。Excel中的函數(shù)為POISSON.DIST就可以立馬算出來。泊松概率還有一個(gè)重要性質(zhì)，它的數(shù)學(xué)期望和方差相等，都等于u1.什么是概率分布？概率分布就是在統(tǒng)計(jì)圖中表示概率，橫軸是數(shù)據(jù)的值，縱軸是橫軸上對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)值的概率。2.概率分布能當(dāng)飯吃嗎？學(xué)了對(duì)我有啥用？下次遇到類似的問題，你就可以直接套用“模板”（這些特殊分布的規(guī)律）來求得概率了。3.特殊的概率分布有哪些？3種離散概率分布，分別代表了解決3種問題的“萬能模板”二項(xiàng)分布（Binomialdistribution）符合以下4個(gè)特點(diǎn)的就是二項(xiàng)分布1）做某件事的次數(shù)是固定的。2）每一次事件都有兩個(gè)可能的結(jié)果（成功，或者失敗）3）每一次成功的概率都是相等的4）你感興趣的是成功x次的概率是多少案例：拋5次硬幣，有2次正面朝上的概率是多少你買了之前我介紹你的5家公司的股票，假設(shè)投資的這5家公司成功的概率都相同，那么你關(guān)心其中只要有3個(gè)投資成功，你就可以賺翻了，所以想知道成功3次的概率多大。幾何何分布（Geometricdistribution）只要符合下面4個(gè)特點(diǎn)就可以判別你做的事情是就是幾何分布了：