Wanneer gebruik je een binominale verdeling?

ROBERT BROOK/SCIENCE FOTOBIBLIOTHEEK / Getty Images

Binominale kansverdelingen zijn handig in een aantal instellingen. Het is belangrijk om te weten wanneer dit type distributie moet worden gebruikt. We zullen alle voorwaarden onderzoeken die nodig zijn om een ​​binominale verdeling te gebruiken.

De basisfuncties die we moeten hebben zijn voor in totaal: n onafhankelijke proeven worden uitgevoerd en we willen de waarschijnlijkheid van r successen, waarbij elk succes kans heeft p van optreden. Er zijn verschillende dingen vermeld en geïmpliceerd in deze korte beschrijving. De definitie komt neer op deze vier voorwaarden:

1. Vast aantal proeven
2. Onafhankelijke proeven
3. Twee verschillende classificaties
4. De kans op succes blijft hetzelfde voor alle proeven

Al deze moeten aanwezig zijn in het onderzochte proces om de binomiale kansformule te gebruiken of tafels . Hieronder volgt een korte beschrijving van elk van deze.

Vaste proeven

Het proces dat wordt onderzocht, moet een duidelijk gedefinieerd aantal proeven hebben die niet variëren. We kunnen dit aantal niet halverwege onze analyse wijzigen. Elke proef moet op dezelfde manier worden uitgevoerd als alle andere, hoewel de resultaten kunnen variëren. Het aantal proeven wordt aangegeven met een n in de formule.

Een voorbeeld van het hebben van vaste proeven voor een proces is het bestuderen van de resultaten van het tien keer gooien van een dobbelsteen. Hier is elke worp van de dobbelsteen een proef. Het totale aantal keren dat elke proef wordt uitgevoerd, wordt vanaf het begin bepaald.

Onafhankelijke proeven

Elk van de proeven moet onafhankelijk zijn. Elke proef zou absoluut geen effect moeten hebben op de andere. De klassieke voorbeelden van rollen twee dobbelstenen of het opgooien van meerdere munten illustreren onafhankelijke gebeurtenissen. Omdat de evenementen onafhankelijk zijn, kunnen we de vermenigvuldigingsregel om de kansen met elkaar te vermenigvuldigen.

In de praktijk, met name als gevolg van enkele bemonsteringstechnieken, kunnen er momenten zijn waarop proeven technisch niet onafhankelijk zijn. EEN binominale verdeling kan soms worden gebruikt in deze situaties zolang de populatie groter is ten opzichte van de steekproef.

Twee classificaties

Elk van de proeven is gegroepeerd in twee classificaties: successen en mislukkingen. Hoewel we succes doorgaans als iets positiefs beschouwen, moeten we niet te veel in deze term lezen. We geven aan dat de proef een succes is omdat het overeenkomt met wat we een succes hebben genoemd.

Als een extreem geval om dit te illustreren, stel dat we het uitvalpercentage van gloeilampen testen. Als we willen weten hoeveel in een batch niet zullen werken, kunnen we succes voor onze proef definiëren als een gloeilamp die niet werkt. Een mislukking van de proef is wanneer de gloeilamp werkt. Dit klinkt misschien een beetje achterhaald, maar er kunnen enkele goede redenen zijn om de successen en mislukkingen van onze proef te definiëren zoals we hebben gedaan. Voor markeringsdoeleinden kan het beter zijn om te benadrukken dat er een kleine kans is dat een gloeilamp niet werkt, in plaats van een grote kans dat een gloeilamp werkt.

Dezelfde kansen

De kansen op succesvolle proeven moeten gedurende het hele proces dat we bestuderen hetzelfde blijven. Het opgooien van munten is hier een voorbeeld van. Het maakt niet uit hoeveel munten er worden gegooid, de kans dat je een kop gooit is elke keer 1/2.

Dit is een andere plaats waar theorie en praktijk iets anders zijn. Bemonstering zonder vervanging kan ervoor zorgen dat de kansen van elke proef enigszins van elkaar fluctueren. Stel dat er 20 beagles zijn op 1000 honden. De kans om willekeurig een beagle te kiezen is 20/1000 = 0,020. Kies nu opnieuw uit de overgebleven honden. Er zijn 19 beagles van de 999 honden. De kans om een ​​andere beagle te selecteren is 19/999 = 0,019. De waarde 0.2 is een geschikte schatting voor beide onderzoeken. Zolang de populatie groot genoeg is, vormt dit soort schatting geen probleem bij het gebruik van de binominale verdeling.