超幾何分布告訴你為什麼核戰爭打不起來

2021-03-01 輕鬆學高等數學

課本上在講離散型隨機變量的常見分布時只講了三種:0-1分布、二項分布和泊松分布,其實還有一種我們已經學過的分布―――超幾何分布。

超幾何分布是統計學上一種離散概率分布。它描述了由有限個物件中抽出n個物件,成功抽出指定種類的物件的次數(不放回),稱為超幾何分布。

 

 

下面從產品抽樣的背景來引入超幾何分布的概率分布律:

定義:產品抽樣檢查中經常遇到一類實際問題,假定在N件產品中有M件不合格品,即不合格率

 

二、應用

:在一個口袋中裝有30個球,其中有10個紅球,其餘為白球,這些球除顏色外完全相同。遊戲者一次從中摸出5個球。摸到至少4個紅球就中一等獎,那麼獲一等獎的概率是多少?

:由題意可見此問題歸結為超幾何分布模型。

P(一等獎) = P(X=4) + P(X=5)

上圖為X取0,1,2,3,4,5的概率,可以看到當X=2時取到最大值。

:在科學技術發展到今天,任何國家的飛彈發射基地都不能躲過敵方的偵察,為了有效地保護自己的飛彈發射裝置,A國採用了構建真假飛彈發射井的方法。假設A國的100個發射井中有10個是真的,另外90個是假井,在對A國的第一波精確打擊中,至少要摧毀多少個發射井,才能以90%的概率保證對方的真井都被摧毀?

分析: 

假設摧毀A國的n個發射井就可以達到目的,用X表示這n個中的真井個數,則

X為超幾何分布。

 

      分析:為什麼中國有了核武器,其它任何大國都不會與中國直接開戰?這個例子告訴了我們答案,要想摧毀中國的所有核武器太難了,只要有一枚核武器落在敵方領土上,其損失會讓敵人知難而退。

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