泊松分布

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匿名技术用户   2020-12-27 05:40   967   0

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你能预测去超市买方便面却发现没有调料包的概率吗?
或是你能预测你有多大的概率能骑上小黄歌会?
这些问题初看都很神奇,但都是可以被切切实实得计算出来的!
距离本科学习概率论快4年了,都差点忘了自己还曾经学习过这么牛逼的东西。

基本公式

设随机变量X表示某事件发生的次数,若X服从泊松分布,则有:

P(X=k)=λkk!eλ,k=0,1,2...


泊松分布的期望和方差均是λ, 当k=0,λ=1时,P(X=0)=e1,这表明小概率事件不再发生(即 k = 0)的概率为37%。
生活中很多事情都是小概率事件,比如被鸟粪砸中、兔子撞树、飞机失事等,这些小概率事件不再发生的概率都是37%,想想是不是非常得神奇!

我能骑上小黄车吗?:(

假设:你宿舍门口的这条马路经常有小黄车经过,每辆车会停留下来的概率是p=0.01(停下来又在这段时间内被人开走的情况算作未停下)。某段事件内,有n=200辆小黄车经过,求在过了这段时间之后,我下寝室能开骑小黄车的概率?
二项分布:小黄车经过时停下与否可以看作是一个二项分布问题,即进行n=200次实验,因为n较大,p较小,因此可以用泊松分布来近似处理此二项分布,因此:

P(X=0)=200!e2=0.135

这就表明:我有86.5%的概率在这段时间之后下楼是能有小黄车的。因为这段时间可以任选(假定在全天的任意时间内假设中的p=0.01n=200不变),可以推广出这样的结论:我在全天一下楼就有小黄车的概率是86.5%~看来我宿舍楼不错 :)

公交车爆胎之谜

下面据一个真实的例子:我在一家公司实习了6个月,每天准点坐上118路公交车,在这6个月的时间内,一共发生两次车爆胎的情况。公交车爆胎满足泊松分布,因为:
1. 爆胎属于随机事件;
2. 爆胎事件没有关联,互相独立(默认);
3. 公交车爆胎事件是稳定的,即在一段时间内,肯定会发生爆胎;
那么,在接下来的6个月中,我会有多少的概率遇到几次爆胎的情况?

P(X=0)=200!e2=0.14


P(X=1)=211!e2=0.27


P(X=2)=222!e2=0.27


可见,我在接下来的半年,我至少遇到一次爆胎的概率是86%。

小黄车的案例是我虚构的,实际中pn的值要经过观测得出,并且要能保证p足够小,n足够大,这样才能用泊松分布来近似代替二项分布以简化运算。

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