You need to enable JavaScript to run this app.
最新活动
大模型
产品
解决方案
定价
生态与合作
支持与服务
开发者
了解我们

可区分与不可区分球的 urn 抽样概率问题咨询

可区分与不可区分球的 urn 抽样概率问题咨询

嘿,我来帮你把这个问题拆解清楚,顺便验证你的想法是否正确~

问题重述

假设一个 urn 里有8个黑球、6个白球、10个红球,无放回抽取7个球,分别考虑球可区分不可区分两种情况:
a) 选7个球一共有多少种方式?
b) 抽到4个黑球的概率是多少?
c) 抽到5个黑球和2个红球的概率是多少?

你的思考我也看到了:

我觉得a部分两种情况的答案差异很大,应该是 $\binom{24}{7}$ 和 $\binom{9}{2}-1$。但我对b和c部分很好奇,我觉得这两部分在两种情况下结果应该相同,但希望有人能澄清是否正确,如果不是的话原因是什么。
我算出的结果是 $\frac{\binom{8}{4}\binom{16}{3}}{\binom{24}{7}}$ 和 $\frac{\binom{8}{5}\binom{10}{2}}{\binom{24}{7}}$

分情况详细解答

1. 球不可区分的情况

a) 选球的方式数

这其实是个整数分拆问题:我们要找非负整数解的数量,满足 $b + w + r = 7$($b$是黑球数,$w$白球数,$r$红球数),同时 $b \leq 8$、$w \leq 6$、$r \leq 10$。因为7比所有颜色的球数上限都小,所以没有需要排除的无效解。

解的数量是组合数 $\binom{7 + 3 - 1}{3 - 1} = \binom{9}{2} = 36$,你写的 $\binom{9}{2}-1$ 应该是笔误啦,这里没有要减去的情况哦。

b) & c) 概率计算

这里有个关键知识点:不可区分球的“组合类型”并不是等概率的!比如“7个黑球”这个组合,对应的可区分球抽取方式只有 $\binom{8}{7}$ 种;而“4黑2白1红”这个组合,对应的可区分方式有 $\binom{8}{4}\binom{6}{2}\binom{10}{1}$ 种,两者的数量差很多。

在标准的urn抽样概率模型里,我们默认的是每个可区分的球被抽到的概率相等,也就是样本空间是所有可区分的7球子集。所以这时候b和c的概率计算,其实和球可区分的情况完全一致,就是你算出的那两个结果。

2. 球可区分的情况

a) 选球的方式数

这个很直接:从24个不同的球里选7个,组合数就是 $\binom{24}{7}$,你的判断是对的。

b) 抽到4个黑球的概率

样本空间大小是 $\binom{24}{7}$,符合条件的事件数是:从8个黑球里选4个($\binom{8}{4}$),再从剩下的16个非黑球(6白+10红)里选3个($\binom{16}{3}$),所以概率就是 $\frac{\binom{8}{4}\binom{16}{3}}{\binom{24}{7}}$,和你的计算一致。

c) 抽到5黑2红的概率

同理,符合条件的事件数是从8个黑球选5个($\binom{8}{5}$)加上从10个红球选2个($\binom{10}{2}$),概率就是 $\frac{\binom{8}{5}\binom{10}{2}}{\binom{24}{7}}$,你算的完全正确。

关键澄清:两种情况的概率是否相同?

你的猜想是对的!b和c的概率在两种情况下是一样的,原因是:
我们讨论的urn抽样概率,本质上是基于“每个可区分球等概率被抽取”这个前提,即使把球看作不可区分,概率计算还是要回归到可区分球的组合数比例——毕竟现实中每个球都是独立的个体,所谓“不可区分”只是我们忽略了它们的个体差异,但抽样的概率逻辑还是基于个体的。

只有当错误地假设“不可区分的组合类型是等概率的”时,结果才会不同,但这不符合实际的抽样模型哦。

备注:内容来源于stack exchange,提问作者Anon314159

火山引擎 最新活动