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二項分布的均值和方差如何計算?

2025-08-17 12:01 來源:正保醫(yī)學(xué)教育網(wǎng)
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在衛(wèi)生統(tǒng)計學(xué)中,二項分布是一種非常重要的概率分布類型,它用于描述一系列獨立重復(fù)試驗中成功次數(shù)的概率分布。這里的“成功”是指我們感興趣的特定結(jié)果出現(xiàn),而每次試驗只有兩種可能的結(jié)果:成功或失敗。

對于一個遵循二項分布的隨機變量X(表示n次試驗中成功的次數(shù)),其參數(shù)包括試驗總次數(shù)n和每次試驗成功的概率p。基于這兩個參數(shù),我們可以計算出該隨機變量的均值(期望值)和方差。
1. 均值(期望值):二項分布的均值是指在大量重復(fù)試驗下,我們預(yù)期的成功次數(shù)。這個數(shù)值可以通過公式 E(X) = np 來計算。這里n代表總的獨立實驗次數(shù),p表示每次實驗成功的概率。例如,如果進行10次投硬幣實驗(假設(shè)硬幣是公平的,即正面朝上的概率為0.5),那么預(yù)期出現(xiàn)正面的次數(shù)就是 10 * 0.5 = 5 次。
2. 方差:方差用來度量隨機變量取值與其均值之間的離散程度。對于二項分布來說,其方差可以通過公式 Var(X) = np(1-p) 來計算。這里的n同樣表示總的獨立實驗次數(shù),p是每次實驗成功的概率。(1-p)則代表失敗的概率。繼續(xù)上面的例子,在10次投硬幣的實驗中,方差為 10 0.5 (1 - 0.5) = 2.5。這表明我們預(yù)期的成功次數(shù)(即正面出現(xiàn)的次數(shù))會以均值為中心,大約在正負根號下2.5的范圍內(nèi)波動。

理解二項分布的均值和方差對于分析醫(yī)療研究中的數(shù)據(jù)非常重要,比如評估某種治療方法的有效性時,可以通過計算治療成功的概率及其變化范圍來輔助決策。

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