2010年初級(jí)質(zhì)量專業(yè)技術(shù)資格講義(三)

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六 二項(xiàng)分布
    1定義
    若由n次隨機(jī)試驗(yàn)組成的隨機(jī)現(xiàn)象滿足如下條件:
    (1) 重復(fù)進(jìn)行n次隨機(jī)試驗(yàn)。
    (2) n次試驗(yàn)間相互獨(dú)立,即每一次試驗(yàn)結(jié)果不對(duì)其他次試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。
    (3) 每次試驗(yàn)僅有兩個(gè)可能結(jié)果,稱為“成功”與“失敗”。
    (4) 每次試驗(yàn)成功的概率均為P,失敗的概率均為1—P。
    第二講 正態(tài)分布的概念與計(jì)算
    重點(diǎn):正態(tài)分布的概念
    難點(diǎn):正態(tài)分布的計(jì)算
    正態(tài)分布是質(zhì)量管理中最為重要也最常使用的分布,它能描述很多質(zhì)量特性X的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性。
    一 正態(tài)分布的概念
    1定義
    如果隨機(jī)變量X的概率密度函數(shù)有如下形式:
     則稱X服從參數(shù)為μ,σ2的正態(tài)分布。
    記作X~N(μ,σ2)。
    當(dāng) 時(shí),正態(tài)分布稱為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布,記為 ,它的密度函數(shù)用 表示,分布函數(shù)用 表示。
    2 正態(tài)分布的密度函數(shù)圖像
    我們把正態(tài)分布的密度函數(shù)圖像叫做正態(tài)曲線。
    由于密度函數(shù)總是大于0的,所以密度函數(shù)的函數(shù)圖像位于x軸的上方。而且由正態(tài)分布的表達(dá)式,可以發(fā)現(xiàn),它的函數(shù)圖像關(guān)于 對(duì)稱,它的函數(shù)圖像是對(duì)稱的鐘形曲線。因?yàn)閜(x)的值為 ,所以正態(tài)曲線的點(diǎn)的縱坐標(biāo)為 ;
    (注:根據(jù)連續(xù)型隨機(jī)變量密度函數(shù)的定義,鐘形曲線下的面積為1。)
    3參數(shù)的意義
    正態(tài)分布 中,含有兩個(gè)參數(shù) 與 。其中 為正態(tài)分布的均值,它是正態(tài)分布的中心,表明質(zhì)量特性X在u附近取值的機(jī)會(huì); 是正態(tài)分布的方差, 是正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)差。 愈大,分布愈分散,曲線低而平坦; 愈小,分布愈集中,曲線高而陡。
    固定標(biāo)準(zhǔn)差 ,對(duì)不同的均值,如 ,對(duì)應(yīng)的正態(tài)曲線的形狀完全相同,僅位置不同。
    固定均值 ,不同的標(biāo)準(zhǔn)差,如 ,對(duì)應(yīng)的正態(tài)曲線的位置相同,但形狀(高低與胖瘦)不同。
    4正態(tài)分布的應(yīng)用
    正態(tài)分布是概率論中最重要的分布,在應(yīng)用及理論研究中占有頭等重要的地位,它與二項(xiàng)分布是概率論中最重要的兩種分布。正態(tài)分布的重要性是多方面的,主要有以下幾點(diǎn):
    1 許多分布可用正態(tài)分布來(lái)近似。正態(tài)分布正是法國(guó)數(shù)學(xué)家德莫佛為了近似二項(xiàng)分布,于1733年首先引進(jìn)的,1812年拉普拉斯改進(jìn)了德莫佛的結(jié)果。后來(lái),其他一些人推廣了這一結(jié)果,現(xiàn)已包含在概率論的中心極限定理中。根據(jù)這個(gè)定理,許多獨(dú)立、任意分布的隨機(jī)變量之和具有近似正態(tài)分布。因此,在實(shí)際中遇到的許多隨機(jī)現(xiàn)象都服從或近似地服從正態(tài)分布。
    2 由正態(tài)分布可以導(dǎo)出其它許多重要分布。例如,在數(shù)理統(tǒng)計(jì)的理論和應(yīng)用中占極重要地位的2-分布、t-分布和F-分布,都是正態(tài)隨機(jī)變量函數(shù)的分布。
    3 正態(tài)分布具有各種良好的性質(zhì)。在概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的研究和應(yīng)用中,每當(dāng)涉及正態(tài)分布時(shí),一般都可以得到完滿而簡(jiǎn)單的結(jié)果。
    二 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布
    1概率密度函數(shù)
    當(dāng)μ=0,σ=1時(shí),稱X服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布,記作X~N(0,1)。
    服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的隨機(jī)變量記為U,它的概率密度函數(shù)記為 。
    若X~N(μ,σ2),則 ~N(0,1)
    實(shí)際中很少有一個(gè)質(zhì)量特性(隨機(jī)變量)的均值恰好為0,方差與標(biāo)準(zhǔn)差恰好為1。一些質(zhì)量特性的不合格品率均要通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布才能算得,這一點(diǎn)將在后面敘述。
    2標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表
    標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)表,它可用來(lái)計(jì)算形如“ ”的隨機(jī)事件發(fā)生的概率 ,記為 。