接棒數學
高三下📊 資料與不確定性

二項分布與常態近似

Binomial Distribution and Normal Approximation

公式

E(X) = np | Var(X) = np(1−p)

n 次獨立試驗的成功次數。n 夠大時它的形狀會接近常態分布。

練這學期的計算題
先修

白話解釋

n 次獨立試驗、每次成功機率 p,成功次數 X 服從**二項分布** B(n, p)。

它的兩個關鍵量: **期望值 E(X) = np** **變異數 Var(X) = np(1−p)**,標準差就是開根號。

丟 100 次公正硬幣,期望正面數 = 100 × 0.5 = 50,標準差 = √(100×0.5×0.5) = 5。

最有價值的性質是**常態近似**:當 n 夠大時(實務判準是 np ≥ 5 且 n(1−p) ≥ 5),二項分布的形狀會非常接近**常態分布** N(np, np(1−p))。

這讓我們可以直接套 68–95–99.7 法則。以上面的硬幣為例:約 95% 的情況下,正面數會落在 50 ± 2×5 = **40 到 60** 之間。所以丟 100 次出現 70 次正面是相當異常的——那是離平均 4 個標準差。

這正是**中央極限定理**的一個特例,也是統計推論能夠成立的基礎:不管原始分布長什麼樣,大量獨立事件累加後都會趨近常態。

注意 p 太接近 0 或 1 時分布會偏斜,常態近似就不準了,這時要改用其他方法。

什麼時候用

品質抽驗、民調樣本數估計、遺傳比例、A/B 測試。

最容易錯的地方

例題 · 3

先自己算,再看解答——這樣才有效。

  1. 1

    丟 100 次公正硬幣,正面數的期望值是多少?

  2. 2

    承上,標準差是多少?

  3. 3

    承上,約 95% 的情況正面數落在 40 到多少之間?

學完這個,接下來可以學

高三下 還有這些

看完整的 高三下 重點 →