離散分布

辨認問題該用哪個離散模型(choosing the discrete model)

文字題很少直接說「用二項」。選對離散分配是一門技藝:對情境的結構問幾個診斷性的問題,這正是把一串公式變成可用工具箱的關鍵。最有用的一個問題是:被問的隨機量究竟是什麼——成功的計數、我要等過的試驗次數、還是別的?

這裡是一條決策路徑。是單一次的是/否結果嗎?那是白努利。是在固定 n 次、機率固定的獨立試驗中數成功嗎?二項——除非你是從小型有限母體中不放回抽樣,那就是超幾何。是數到第一次成功需要幾次試驗嗎?幾何。到第 r 次成功?負二項。是在固定的時間或空間窗口內、以穩定平均速率數有幾次罕見事件、且沒有天然上限嗎?卜瓦松。是有限多個結果全部等可能嗎?離散均勻。是把試驗分到兩個以上的類別並各自計數嗎?多項。兩個樞紐問題能切穿大多數情形:(1) 試驗次數是事先固定的、還是你在等一個目標成功數?固定試驗指向二項或超幾何;等待指向幾何或負二項。(2) 抽樣時放不放回?放回使 p 固定(二項);不放回使 p 漂移(超幾何)。

然後用特徵匹配來檢核。只有卜瓦松的均值等於變異數;若你資料的變異數遠超均值,就懷疑過度離散、改取負二項或貝它二項。現實中最大的陷阱,是在獨立性與固定機率皆不成立時悄悄假設它們——會傳染或群聚的事件破壞卜瓦松,小型有限母體破壞二項。為分配命名是容易的那一半;檢查它的假設是否真的吻合你的問題,才是讓你保持誠實的那一半。

「一盒 50 個保險絲中有 5 個壞掉;你隨機抽 4 個——幾個是壞的?」從小型有限母體不放回地數成功(壞保險絲),代表是超幾何、不是二項。「每小時 12 通,未來一小時有幾通電話?」——卜瓦松。

問:固定試驗還是等待?放回還是不放回?兩種結果還是多種?均值等於變異數嗎?

為分配命名很容易;驗證它的假設(獨立性、機率固定、放回或不放回)才是真正的工作。不吻合會悄悄給出錯誤的機率。

又称
model selection for discrete distributionswhich distribution do I use離散模型的選擇