精算概率论
二项分布
二项分布计数的是:当你把同一个“是或否”试验重复固定次数时,能得到多少次成功。掷一枚均匀硬币 10 次:有几次正面?为 1000 条相同的生命承保:今年有几人死亡?每当你有固定次数的相互独立试验、每次成功概率都相同时,成功的次数就服从二项分布。
它有两个参数:n,试验次数;p,每次的成功概率。恰好得到 k 次成功的概率是 C(n,k) · p^k · (1-p)^(n-k),其中 C(n,k) 计的是“从 n 次试验中挑出哪 k 次成功”的方式数。它的均值是 np(平均而言,这个比例的试验会成功),方差是 np(1-p)。二项分布不过是 n 个相互独立的伯努利试验之和,这正是为什么它的均值和方差恰好是伯努利的 n 倍。
二项分布是“一个封闭的、相似且相互独立的风险群在单期内”的天然模型:一批保单中的死亡数、一个贷款池中的违约数、一组固定被保险人中的理赔数。精算师用它来求“理赔数超过某一水平的概率”,这又喂入资本与再保险决策。它的关键假设——固定的 n、恒定的 p、相互独立——同时也是它的局限:当 p 在各条生命之间变化,或在险人数本身就不确定时,你就要转而求助于泊松分布或负二项分布。
为 1000 条相互独立、各自死亡概率为 0.02 的生命承保。死亡人数服从二项分布 Binomial(1000, 0.02):期望为 20 人,方差为 1000 × 0.02 × 0.98 ≈ 19.6,标准差约 4.4。所以“大约 20 人,上下浮动 4 到 5 人”就是规划区间。
一批相同且相互独立的生命,产生的死亡人数服从二项分布。
二项分布假定每次试验的 p 都相同且彼此独立;如果各条生命的风险不同,或死亡聚集发生(如疫情),真实的离散程度会比 np(1-p) 所暗示的更宽。
又称
另见