二項分布及其應用ppt課件
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1,二項分布及其應用 Binomial Distribution and It’s Applications,2,主要內容,預備知識 二項分布的概率 二項分布的性質 二項分布的圖形 二項分布的應用 率的區(qū)間估計 兩個樣本率的比較 樣本率與總體率的比較 二項分布的應用條件,3,預備知識,隨機試驗 隨機事件 獨立事件 乘法法則 互不相容事件 加法法則 二項展開式,4,隨機試驗,任何一個試驗,滿足: 可在相同條件下重復進行; 每次試驗得到多個結果; 每次試驗前不能肯定這次試驗將得到什么結果,隨機事件隨機試驗的結果叫做隨機事件,5,互不相容事件,在一次隨機試驗中,兩個事件不可能同時發(fā)生稱互不相容事件。P(A+B)=P(A)+P(B) 加法法則A、B為互不相容事件 “A+B” 表示A發(fā)生/B發(fā)生P(A+B)表示A發(fā)生/B發(fā)生的概率,6,獨立事件,一個事件發(fā)生的概率不受另外一個事件發(fā)生與否的影響。P(A·B)=P(A)· P(B) 乘法法則P(A·B)A發(fā)生并且B發(fā)生,7,二項展開式,,,8,在醫(yī)學上一些事物,其結局只有兩種互相對立的結果。如:在毒理試驗中,動物的生存與死亡;在動物誘癌試驗中,動物的發(fā)癌與不發(fā)癌;在流行病學觀察中,接觸某危險因素的個體發(fā)病與不發(fā)?。辉谂R床治療中,病人的治愈與未愈;理化檢驗結果的陰性與陽性等等,均表現(xiàn)為兩種互相對立的結果,每個個體的觀察結果只能取其中之一。對這類事物常用二項分布(binomial distribution)進行描述。,9,,設小白鼠接受某種毒物一定劑量時,其死亡率為?=80%,則對于每只小白鼠而言,其死亡概率為?=0.8,生存概率為1-?=0.2。若每組各用三只小白鼠(分別計為甲、乙、丙),對每只鼠獨立做實驗,故各鼠的實驗結果(生存或死亡)是互不影響的。觀察每組小白鼠存亡情況,如果計算生與死的順序,則共有8種排列方式;如果只計生存與死亡的數(shù)目,則只有4種組合方式。,10,三只小白鼠存亡的排列和組合方式及其概率的計算,,,,11,,( 0.2 +0.8 )3 = (0.2)3+3×(0.2)2×(0.8)+3×(0.2)×(0.8)2+(0.8)3三生 二生一死 一生二死 三死,,,,,,,,12,1. 二項分布的概率,從陽性率為π的總體中隨機抽取含量為n的樣本,恰有X例陽性的概率為:X=0,1,2,…,n 則稱X服從參數(shù)為n和?的二項分布(Binomial Distribution),記為:X~B(n,?)。其中參數(shù) n由實驗者確定,而?常常是未知的。,,13,2.1 二項分布的性質:均數(shù)和標準差,若X~B(n,?),則,14,,若均數(shù)與標準差不用絕對數(shù)而用率表示時,15,2.2 二項分布的性質 :累積概率,累計概率(cumulative probability) 從陽性率為?的總體中隨機抽取n個個體,則 最多有k例陽性的概率:最少有k例陽性的概率: X=0,1,2,…,k,…,n。,,,,16,遞推公式,17,例 據(jù)以往經驗,用某藥治療小兒上呼吸道感染、支氣管炎,有效率為85%,今有5個患者用該藥治療,問:① 至少3人有效的概率為多少?② 最多1人有效的概率為多少?本例? =0.85,l-? =0.15,n =5,① 至少3人有效的概率 P(X≥3)=P(3)+P(4)+P(5) =0.138178125+0.391504688+0.443705313 =0.973388126,18,② 最多1人有效的概率為:,P(X≤1),19,2.3 二項分布性質,在n足夠大時,樣本率近似服從正態(tài)分布; 樣本率p的均數(shù)等于π; 樣本率p的標準差(率的標準誤),20,3. 二項分布的圖形,正態(tài)分布或其它連續(xù)性分布中,常用分布曲線下的面積表示某區(qū)間的概率; 在二項分布中,則用線段的長短表示取某變量值時的概率; 以X為橫坐標,以P(X)為縱坐標作圖,即可繪出二項分布的圖形; 由圖可見,給定n后,二項分布的形狀取決參數(shù)?的大小。,21,3. 二項分布的圖形,,22,二項分布的圖形,當?=0.5時,分布對稱;當? ?0.5,分布呈偏態(tài);當?0.5時分布呈負偏態(tài);特別是當n值不是很大時,?偏離0.5愈遠,分布愈偏。 隨著n的增大,二項分布逐漸逼近正態(tài)分布。如? =0.30,n=5和n=10時,圖形呈偏態(tài),當n=30時,圖形已接近正態(tài)分布。一般地說,如果n?或n(1-?)大于5時,??捎谜龖B(tài)近似原理處理二項分布問題。,23,4.1 二項分布的應用:區(qū)間估計,精確概率法,查表法,適用于n≤50時; 正態(tài)近似法,適用于n較大,p和1-p均不太小,如np和n(1-p)均大于5時。此時總體率的1-α可信區(qū)間如下,24,二項分布的應用:區(qū)間估計,總體率的可信區(qū)間是不對稱的,除非π=0.5; 隨著樣本含量n的增加,不對稱性逐漸改善; 隨著樣本含量n的增加,可信區(qū)間的寬度逐漸變??; 對于相同的樣本含量, π越接近0.5,區(qū)間越寬, π越接近0或1,區(qū)間越窄。,25,4.2 二項分布的應用:率的假設檢驗,樣本率與總體率的比較 直接計算概率法 樣本含量較小時,或樣本率較小時,如 np和n(1-p)均小于5 正態(tài)近似法,26,二項分布的應用:率的假設檢驗,新生兒染色體異常率0.01,隨機抽取某地400名新生兒中有1名異常,問該地異常率是否低于一般? H0: ?=0.01; H1: ?α,不拒絕H0,尚不能認為該地異常率低于一般。,27,二項分布的應用:率的假設檢驗,兩樣本率的比較 正態(tài)近似法 當n1,n2均較大,p1,p2,(1-p1),(1-p2)均不太小,如n1p1,n2p2,n1(1-p1),n2(1-p2)均大于5時,可用u檢驗。,28,二項分布的應用:率的假設檢驗,肺吸蟲感染率:男生23(80),女生13(85),二者是否有差別? H0:π1 = π2; H1: π1 ≠ π2; α=0.05 n1=80,n1p1=23,n2=85,n2p2=13,pc=(23+13)/(80+85)=0.2182查u界值表,p0.05,不拒絕H0,尚不能認為男女肺吸蟲感染率不同,29,5. 二項分布的應用條件,每一次試驗必然出現(xiàn)兩種互相對立的結果之一; 每種結果都有相同的可能性出現(xiàn),即某事件出現(xiàn)的概率不變; n次試驗的條件完全相同,n個觀察對象同質且必須互相獨立。,- 配套講稿:
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