超几何分布

不放回抽样下精确计算 P(X = k)、P(X ≤ k) 与 P(X ≥ k),附均值、方差以及实时更新的图表。
概率、图表与步骤会实时更新。
结果P(X = k)
385/969≈ 0.397317
P(X = k)
385/969≈ 0.397317
P(X ≤ k)
682/969≈ 0.703818
P(X ≥ k)
224/323≈ 0.693498
分布(N = 20,K = 8,n = 5)
k=0
33/646
k=1
165/646
k=2
385/969
385/969
k=3
77/323
k=4
35/646
k=5
7/1938

每个柱条表示该结果的精确概率;深色柱条构成所选事件。可在 PMF(P(X = k))与 CDF(P(X ≤ k))之间切换。

分步解答

  1. 1

    公式

    对于 X ~ 超几何(N, K, n),P(X = k) 统计恰含 k 个成功的样本数并除以所有可能的样本数:P(X = k) = C(K, k) · C(N−K, n−k) / C(N, n)。

    P(X=k)=(Kk) (N−Kn−k)(Nn)P(X = k) = \frac{\binom{K}{k}\,\binom{N-K}{n-k}}{\binom{N}{n}}
  2. 2

    代入数值

    N = 20,K = 8,n = 5,k = 2。取值范围为 0 ≤ k ≤ 5。

  3. 3

    选出成功项

    C(8, 2) = 28.

  4. 4

    选出失败项

    C(12, 3) = 220.

  5. 5

    所有可能的样本

    C(20, 5) = 15504.

  6. 6

    合并

    P(X = 2) = (28 · 220) / 15504 = 385/969.

    P(X=2)=28⋅22015504=385969P(X = 2) = \frac{28 \cdot 220}{15504} = \frac{385}{969}
  7. 7

    结果

    P(X = 2) = 385/969

关于超几何分布

超几何分布描述不放回抽样:从含 K 个成功项、总数为 N 的总体中抽取 n 个,X 统计抽到的成功数。由于抽出的物品不放回,每一次抽取都会改变下一次的几率——这与成功概率 p 固定的二项分布不同。

取值范围为 max(0, n + K − N) ≤ k ≤ min(n, K):成功数不可能超过现有的数量,而当样本足够大时至少会强制出现 n − (N − K) 个成功项。均值是 n · K/N;方差是二项方差乘以有限总体校正 (N − n)/(N − 1),当样本覆盖整个总体时趋于 0。

典型应用:彩票中奖概率(49 选 6)、质量抽检(样本中的次品数)以及扑克牌游戏。经验法则:当样本相对总体很小(n ≤ N/10)时,超几何分布接近二项分布 Bin(n, K/N)。