精算機率論

二項分布

二項分布計數的是:當你把同一個「是或否」試驗重複固定次數時,能得到多少次成功。擲一枚均勻硬幣 10 次:有幾次正面?為 1000 條相同的生命承保:今年有幾人死亡?每當你有固定次數的相互獨立試驗、每次成功機率都相同時,成功的次數就服從二項分布。

它有兩個參數:n,試驗次數;p,每次的成功機率。恰好得到 k 次成功的機率是 C(n,k) · p^k · (1-p)^(n-k),其中 C(n,k) 計的是「從 n 次試驗中挑出哪 k 次成功」的方式數。它的均值是 np(平均而言,這個比例的試驗會成功),變異數是 np(1-p)。二項分布不過是 n 個相互獨立的白努利試驗之和,這正是為什麼它的均值和變異數恰好是白努利的 n 倍。

二項分布是「一個封閉的、相似且相互獨立的風險群在單期內」的天然模型:一批保單中的死亡數、一個貸款池中的違約數、一組固定被保險人中的理賠數。精算師用它來求「理賠數超過某一水平的機率」,這又餵入資本與再保險決策。它的關鍵假設——固定的 n、恆定的 p、相互獨立——同時也是它的局限:當 p 在各條生命之間變化,或在險人數本身就不確定時,你就要轉而求助於卜瓦松分布或負二項分布。

為 1000 條相互獨立、各自死亡機率為 0.02 的生命承保。死亡人數服從二項分布 Binomial(1000, 0.02):期望為 20 人,變異數為 1000 × 0.02 × 0.98 ≈ 19.6,標準差約 4.4。所以「大約 20 人,上下浮動 4 到 5 人」就是規劃區間。

一批相同且相互獨立的生命,產生的死亡人數服從二項分布。

二項分布假定每次試驗的 p 都相同且彼此獨立;如果各條生命的風險不同,或死亡聚集發生(如疫情),真實的離散程度會比 np(1-p) 所暗示的更寬。

又稱
binomial二项分布Binomial(n, p)