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連續隨機變數

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Academic year: 2021

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(1)
(2)

連續隨機變數

討論連續隨機變數的機率時,所討論的機率是 樣本空間中的某一段區間或某一塊區域,而不 是樣本空間中的某一點。

(3)

9.1 連續分配

下面右圖的連續曲線,稱為機率密度函數。

(4)

特 徵

機率密度函數的值不可能是負數

機率密度函數曲線下方的面積總和一定等於 1

連續曲線下方介於 a 與 b 之間的面積,即是其可 能值出現在 a 與 b 之間的機率。

(5)

一: f(x) 大於或等於零;

二:從 x = 0 至 x = 4 ,這條線下方的面積等於 1 。

(6)

1) 機率值是 x = 2 的虛線左側的三角形面積;

底為 2 ,高為 1/4 ,所以面積為 1/4 。 2*(1/

4)/2=1/4

2) 與上一小題相同,皆為 1/4 。

(7)

9.2 常態分配

常態曲線的數學方程式為

常態分配的圖形是一個鐘型曲線

(8)

常態分配的一項重要特點

常態分配由兩個參數決定: μ 及 σ( 平均數和變異數 )

(9)

標準常態分配

μ= 0 , σ= 1 時,稱為標準常態分配

(10)

標準單位

標準單位:

(11)

標準常態分配表

附表 I :標準常態分配曲線下方, z = 0 與其他 z 值之間的面積 ( 機率值 )

(12)

介於 -1.20 與 0 之間的面積

= 介於 1.20 與 0 之間的面積 ( 對稱 ) 查附表 I ,面積 = 0.3849 。

(13)

(a) z = 0.94 的面積加上 0.5 ,得到 0.5 + 0.3264 = 0.8264 。 (b) z = 0.65 的面積,加上 0.5 ,得到 0.7422 。

(14)

(c) 0.5 扣掉 z = 1.76 的面積,得到 0.0392 。 (d) 0.5 扣掉 z = 0.85 的面積,得到 0.1977 。 (e) z = 0.87 與 z = 1.28 的面積差異:

0.3997 - 0.3078 = 0.0919 。 (f) z = 0.34 與 z = 0.62 的面積總和:

0.1331 + 0.2324 = 0.3655 。

(15)

查附表 I ,得到 0.1554 與 0.3413 ,

機率為 0.3413 - 0.1554 = 0.1859 。

將 x = 12 與 x = 15 轉換成標準單位,得到

(16)

(a) z 0.01 表示附表 I 的數值為 0.5 - 0.01 = 0.49 , 0.4901 對應的 z 值為 2.33 ,所以

z0.01= 2.33 。

(b) z0.05 表示附表 I 當中的數值為 0.4500 , 最接近的數值,有 0.4495 與 0.4505 , 對應的 z 值分別為 1.64 與 1.65 ,所以 z0.05= 1.645 。

(17)

*9.3 檢驗常態性

常態機率方格紙

(18)

9.4 常態分配的應用

(19)

(a) x = 5 , (5-4.35)/0.59=1.10 , z = 1.10 ,其對應值(機率)為 0.3643 ,

超過 5 的機率 = 0.5000 - 0.3643 = 0.1357 ,或大約 0.14 。

(b) x = 3 與 4 , z = 2.29 與 z = 0.59 ,對應機率為 0.4890 與 0.2224 ,

介於 3 與 4 的機率為 0.4890 - 0.2224 = 0.2666 ,或大約 0.27 。

(20)

連續性修正

以常態分配曲線概算〝整數變數〞的機率時使用。

(21)

次數是「整數」。

超過 15 次以上,即 x = 14.5 右側的面積。

機率大約為 0.89

(22)

σ= 0.04 、 x = 6.00 ,面積 = 2%

最接近的數值是 0.4798 對應的 z 值為 2.05

解方程式,得

μ= 6.00+2.05(0.04)=6.082

(23)

9.5 二項分配的常態近似法

當 n 增加時,二項分配的直方圖愈來愈接近 左右對稱的鐘型分佈、愈來愈像常態分配。

(24)

經驗法則

以常態分配來近似二項分配的條件:

np 與 n (1 - p) 都大於 5 ,即,

np > 5 且 n (1 - p) > 5

(25)

n = 16 、 p = 0.5 , np = 8 , n (1 - p)

= 8

可以用常態分配來近似此二項分配。

μ= 8 , σ= 2

表 I 對應的數值分別為 0.3944 與 0.2734 , 所求機率為 0.3944 - 0.2734 = 0.1210 ,

而附表 V 中所查得的二項分配機率為 0.122 。

(26)

150*0.05=7.5 , np = 7.5 , n (1 - p) = 142.5 均大於 5 ,可以用常態近似法

連續性修正:至少 9 塊=大於 8.5 的區間。

μ= 7.5 , σ= 2.67 ,

表 I 對應的數值為 0.1443 ,

所求機率為 0.5000 - 0.1443 = 0.3557 ;

至少有 9 塊出現瑕疵的常態近似機率為 0.3557 。

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