初中统计 · 高中概率 · 二项分布与抽样

随机落下,为什么出现山峰?

每层独立向右选择,概率p,固定种子。给钉板更多小球,比较柱形与理论分布。

问题的来处19世纪 · 高尔顿

高尔顿钉板:问题从哪里来?

高尔顿用钉板展示随机选择积累后的分布。本页用可复现伯努利选择模拟统计机制,未声称求解每次真实刚体碰撞。

读一段背景,带着问题动手

高尔顿用钉板展示随机选择积累后的分布。本页用可复现伯努利选择模拟统计机制,未声称求解每次真实刚体碰撞。

高尔顿用钉板展示随机选择积累后的分布。本页用可复现伯努利选择模拟统计机制,未声称求解每次真实刚体碰撞。 每层独立向右选择,概率p,固定种子。 向右概率变成0.8,山峰还在正中间吗?

现在,换你来试只改变球数,比较样本直方图与二项分布期望。

故事出处与延伸阅读

高尔顿钉板

M08 / 概率与经典数学
今天的问题

偏向右边以后,山峰还在正中间吗?

独立探索要做什么?

只改变球数,比较样本直方图与二项分布期望。

装置 · 尺寸示意,量值见读数看证据图 ↓
先看一次,再亲手试

从3000到100 逐步改变小球数;这是条件比较,不是物理时间。暂停后可亲手调整。

尚未开始;也可直接使用装置旁的参数控件。
独立左右选择 · 固定种子重复试验样本数 500
点阵:左右选择柱:样本频数参考:二项分布
看这里 · 样本落点均值3.94

样本均值 3.94,理论均值 4。左右公平,分布围绕中间。

本题是平面数学构造。三维将同一构造放入空间,便于换角度看;证明仍依据二维关系。

样本落点均值
3.94
理论均值np
4
理论方差np(1−p)
2
总球数
500

二项分布模型假设每层选择独立、向右概率恒定;不是刚体钉板碰撞求解。样本直方图不必每次精确对称。

证据图 参考解随题设重算 · 不计个人完成

启用交互后显示带单位曲线。

换个条件,再想一步

向右概率变成0.8,山峰还在正中间吗?

先预测,再观察。反例不会替你完成独立任务。

留下两组证据

仅当前页保留最近两组,刷新清除;第三组替换最早一组。保存模型条件与单位;恢复后重算,不恢复任务完成资格。

先留一组,再改变一个条件。

从观察到解释

把证据带回纸上

展开关系与推导

落点k概率C(n,k)pᵏ(1−p)ⁿ⁻ᵏ,均值np、方差np(1−p)。更多样本通常让相对频率更稳定,不能保证每次误差单调减少。

固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。

先预测,再用证据解释

把这次发现,留给下次的自己

偏向右边以后,山峰还在正中间吗?

换个条件,再试一次

向右概率变成0.8,山峰还在正中间吗?

看哪里?

本题是平面数学构造。三维将同一构造放入空间,便于换角度看;证明仍依据二维关系。

回到装置再试 ↑

仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。

尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。

先修与两种探索深度

先认识二项分布与抽样涉及的量与单位:层数(无量纲)、小球数(无量纲)、向右概率(无量纲)、随机种子(无量纲)。初中统计 · 高中概率为内容层次提示,未核对具体教材。

先看现象:给钉板更多小球,比较柱形与理论分布。

再做定量:保持其他条件,比较小球数与样本落点均值(无量纲),再对照下方关系。

模型、来源与核验边界

落点k概率C(n,k)pᵏ(1−p)ⁿ⁻ᵏ,均值np、方差np(1−p)。更多样本通常让相对频率更稳定,不能保证每次误差单调减少。

对照核验提示:左右公平:向右概率0.5;偏向右边:只改向右概率为0.8。按这些题设自己操作并比较样本落点均值,不把参考情景当个人完成。

适用范围:二项分布模型假设每层选择独立、向右概率恒定;不是刚体钉板碰撞求解。样本直方图不必每次精确对称。

Britannica · Galton(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗

本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。