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二項分布は次のように表現することもできます. 確率変数\(X=0, \; 1, \; 2, \; \cdots, n\)について,それぞれの確率が \[P(X=k)={}_n{\rm C}_k p^kq^{n-k}\] \((k=0, \; 1, \; 2, \; \cdots, n)\) で表される確率分布を二項分布とよぶ. 二項分布を一言でいうのは難しいですが,次のようにまとめられます. 「二者択一の試行を繰り返し行ったとき,一方の事象が起こる回数の確率分布のこと」 二項分布の期待値と分散の公式 二項分布の期待値,分散は次のように表されることが知られています. 【二項分布の期待値と分散】 確率変数\(X\)が二項分布\(B(n, \; p)\)にしたがうとき 期待値 \(E(X)=np\) 分散 \(V(X)=npq\) ただし,\(q=1-p\) どうしてこのようになるのかは後で証明するとして,まずは具体例で実際に期待値と分散を計算してみましょう. 1個のさいころをくり返し3回投げる試行において,1の目が出る回数を\(X\)とすると,\(X\)は二項分布\(\left( 3, \; \frac{1}{6}\right)\)に従いますので,上の公式より \[ E(X)=3\times \frac{1}{6} \] \[ V(X)=3\times \frac{1}{6} \times \frac{5}{6} \] となります. 簡単ですね! それでは,本記事のメインである,二項定理の期待値と分散を,次の3通りの方法で証明していきます. 方法1と方法2は複雑です.どれか1つだけで知りたい場合は方法3のみお読みください. 2. 統計モデルの基本: 確率分布、尤度 — 統計モデリング概論 DSHC 2021. それでは順に解説していきます! 方法1 公式\(k{}_n{\rm C}_k=n{}_{n-1}{\rm C}_{k-1}\)を利用 二項係数の重要公式 \(k{}_n{\rm C}_k=n{}_{n-1}{\rm C}_{k-1}\) を利用して,期待値と分散を定義から求めていきます. この公式の導き方については以下の記事を参考にしてください. 【二項係数】nCrの重要公式まとめ【覚え方と導き方も解説します】 このような悩みを解決します。 本記事では、組み合わせで登場する二項係数\({}_n\mathrm{C}_r... 期待値 期待値の定義は \[ E(X)=\sum_{k=0}^{n}k\cdot P(X=k) \] です.ここからスタートしていきます.
質問日時: 2020/08/11 15:43 回答数: 3 件 数学の逆裏対偶の、「裏」と、「否定」を記せという問題の違いがわかりません。教えて下さい。よろしくお願い致します。 No. 1 ベストアンサー 回答者: masterkoto 回答日時: 2020/08/11 16:02 例題 実数a, bについて 「a+b>0」ならば「a>0かつb>0」という命題について 「a+b>0」を条件p, 「a>0かつb>0」を条件qとすると pの否定がa+b≦0です qの否定はa≦0またはb≦0ですよね このように否定というのは 条件個々の否定のことなのです つぎに a+b≦0ならばa≦0またはb≦0 つまり 「Pの否定」ならば「qの否定」 というように否定の条件を(順番をそのままで)並べたものが 命題の裏です 否定は条件個々を否定するだけ 裏は 個々の条件を否定してさらに並べる この違いです 1 件 この回答へのお礼 なるほど!!!!とてもご丁寧にありがとうございました!!!!理解できました!!! お礼日時:2020/08/13 23:22 命題の中で (P ならば Q) という形をしたものについて、 (Q ならば P) を逆、 (notP ならば notQ) を裏、 (notQ ならば notP) を対偶といいます。 これは、単にそう呼ぶという定義だから、特に理由とかありません。 これを適用して、 (P ならば Q) の逆の裏は、(Q ならば P) の裏で、(notQ ならば notP). すなわち、もとの (P ならば Q) の対偶です。 (P ならば Q) の裏の裏は、(notP ならば notQ) の裏で、(not notP ならば not notQ). すなわち、もとの (P ならば Q) 自身です。 (P ならば Q) の対偶の裏は、(notQ ならば notP) の裏で、(not notQ ならば not notP). すなわち、もとの (P ならば Q) の逆 (Q ならば P) です。 二重否定は、not notP ⇔ P ですからね。 否定については、(P ならば Q) ⇔ (not P または Q) を使うといいでしょう。 (P ならば Q) 逆の否定は、(Q ならば P) すなわち (notQ または P) の否定で、 not(notQ または P) ⇔ (not notQ かつ notP) ⇔ (notP かつ Q) です。 (P ならば Q) 裏の否定は、(notP ならば notQ) すなわち (not notP または notQ) の否定で、 not(not notP または notQ) ⇔ (not not notP かつ not notQ) ⇔ (notP かつ Q) です。 (P ならば Q) 対偶の否定は、(notQ ならば notP) すなわち (not notQ または notP) の否定で、 not(not notQ または notP) ⇔ (not not notQ かつ not notP) ⇔ (P かつ notQ) です。 後半の計算では、ド・モルガンの定理 not(P または Q) = notP かつ notQ を使いました。 No.
04308 さて、もう少し複雑なあてはめをするために 統計モデルの重要な部品「 確率分布 」を扱う。 確率分布 発生する事象(値)と頻度の関係。 手元のデータを数えて作るのが 経験分布 e. g., サイコロを12回投げた結果、学生1000人の身長 一方、少数のパラメータと数式で作るのが 理論分布 。 (こちらを単に「確率分布」と呼ぶことが多い印象) 確率変数$X$はパラメータ$\theta$の確率分布$f$に従う…? $X \sim f(\theta)$ e. g., コインを3枚投げたうち表の出る枚数 $X$ は 二項分布に従う 。 $X \sim \text{Binomial}(n = 3, p = 0. 5)$ \[\begin{split} \text{Prob}(X = k) &= \binom n k p^k (1 - p)^{n - k} \\ k &\in \{0, 1, 2, \ldots, n\} \end{split}\] 一緒に実験してみよう。 試行を繰り返して記録してみる コインを3枚投げたうち表の出た枚数 $X$ 試行1: 表 裏 表 → $X = 2$ 試行2: 裏 裏 裏 → $X = 0$ 試行3: 表 裏 裏 → $X = 1$ 続けて $2, 1, 3, 0, 2, \ldots$ 試行回数を増やすほど 二項分布 の形に近づく。 0と3はレア。1と2が3倍ほど出やすいらしい。 コイントスしなくても $X$ らしきものを生成できる コインを3枚投げたうち表の出る枚数 $X$ $n = 3, p = 0. 5$ の二項分布からサンプルする乱数 $X$ ↓ サンプル {2, 0, 1, 2, 1, 3, 0, 2, …} これらはとてもよく似ているので 「コインをn枚投げたうち表の出る枚数は二項分布に従う」 みたいな言い方をする。逆に言うと 「二項分布とはn回試行のうちの成功回数を確率変数とする分布」 のように理解できる。 統計モデリングの一環とも捉えられる コイン3枚投げを繰り返して得たデータ {2, 0, 1, 2, 1, 3, 0, 2, …} ↓ たった2つのパラメータで記述。情報を圧縮。 $n = 3, p = 0. 5$ の二項分布で説明・再現できるぞ 「データ分析のための数理モデル入門」江崎貴裕 2020 より改変 こういうふうに現象と対応した確率分布、ほかにもある?