プリンキピア

第4章離散確率変数

4.5 Hypergeometric Distribution4.5 超幾何分布

There are five characteristics of a hypergeometric experiment.
超幾何実験には五つの特徴がある。
  1. You take samples from two groups.
    二つの集団から標本を取り出す。
  2. You are concerned with a group of interest, called the first group.
    関心の対象となる集団を第1の集団と呼ぶ。
  3. You sample without replacement from the combined groups. For example, you want to choose a softball team from a combined group of 11 men and 13 women. The team consists of ten players.
    二つの集団を合わせたものから非復元抽出する。たとえば、男性11人と女性13人を合わせた集団から、10人の選手で構成するソフトボールチームを選ぶ場合である。
  4. Each pick is not independent, since sampling is without replacement. In the softball example, the probability of picking a woman first is 13 24 . The probability of picking a man second is 11 23 if a woman was picked first. It is 10 23 if a man was picked first. The probability of the second pick depends on what happened in the first pick.
    英語のヒント
    非復元抽出なので、各抽出は独立ではない。ソフトボールの例では、1人目に女性を選ぶ確率は 13 24 である。1人目が女性なら、2人目に男性を選ぶ確率は 11 23 である。1人目が男性なら 10 23 となる。2回目の抽出の確率は、1回目に何が起きたかによって決まる。
  5. You are not dealing with Bernoulli Trials.
    ベルヌーイ試行を扱っているわけではない。
The outcomes of a hypergeometric experiment fit a hypergeometric probability distribution. The random variable X = the number of items from the group of interest.
超幾何実験の結果は超幾何確率分布に従う。確率変数X = 関心のある集団から選ばれた要素の個数である。
Example 4.22例題 4.22
A candy dish contains 100 jelly beans and 80 gumdrops. Fifty candies are picked at random. What is the probability that 35 of the 50 are gumdrops? The two groups are jelly beans and gumdrops. Since the probability question asks for the probability of picking gumdrops, the group of interest (first group) is gumdrops. The size of the group of interest (first group) is 80. The size of the second group is 100. The size of the sample is 50 (jelly beans or gumdrops). Let X = the number of gumdrops in the sample of 50. X takes on the values x = 0, 1, 2, ..., 50. What is the probability statement written mathematically?
菓子皿にはジェリービーンズ100個とガムドロップ80個が入っている。50個を無作為に選ぶ。そのうち35個がガムドロップである確率はいくらか。二つの集団はジェリービーンズとガムドロップである。問いはガムドロップを選ぶ確率なので、関心のある集団(第1群)はガムドロップである。その大きさは80、第2群の大きさは100である。標本の大きさは50個(ジェリービーンズまたはガムドロップ)である。X = 標本50個に含まれるガムドロップの個数とする。Xはx = 0, 1, 2, …, 50の値を取る。この確率の問いを数学的に表せ。
Solution解き方
P(x = 35)
Example 4.23例題 4.23
Suppose a shipment of 100 laptops is known to have ten defective laptops. An inspector randomly chooses 12 for inspection. He is interested in determining the probability that, among the 12 laptops, at most two are defective. The two groups are the 90 non-defective laptops and the 10 defective laptops. The group of interest (first group) is the defective group because the probability question asks for the probability of at most two defective laptops. The size of the sample is 12 laptops. (They may be non-defective or defective.) Let X = the number of defective laptops in the sample of 12. X takes on the values 0, 1, 2, ..., 10. X may not take on the values 11 or 12. The sample size is 12, but there are only 10 defective laptops. Write the probability statement mathematically.
英語のヒント
出荷されたノートパソコン100台のうち10台が不良品だと分かっているとする。検査員が12台を無作為に選んで検査する。12台のうち不良品が2台以下である確率に関心がある。二つの集団は正常品90台と不良品10台である。問いが不良品2台以下の確率なので、関心のある集団(第1群)は不良品である。標本の大きさは12台である(正常品も不良品もありうる)。X = 標本12台中の不良品の台数とする。Xは0、1、2、…、10の値を取り、11や12にはならない。標本の大きさは12だが、不良品は10台しかないためである。この確率の問いを数学的に表せ。
Solution解き方
P(x ≤ 2)
Example 4.24例題 4.24
You are president of an on-campus special events organization. You need a committee of seven students to plan a special birthday party for the president of the college. Your organization consists of 18 women and 15 men. You are interested in the number of men on your committee. If the members of the committee are randomly selected, what is the probability that your committee has more than four men?
あなたは学内の特別行事団体の代表である。学長の特別な誕生日会を企画するため、学生7人の委員会が必要になった。団体は女性18人と男性15人で構成されている。委員会に入る男性の人数に関心がある。委員を無作為に選ぶ場合、男性が4人より多い確率はいくらか。
This is a hypergeometric problem because you are choosing your committee from two groups (men and women).
男性と女性という二つの集団から委員会を選ぶので、これは超幾何分布の問題である。
a. Are you choosing with or without replacement?
a. 復元抽出か、非復元抽出か。
b. What is the group of interest?
b. 関心のある集団は何か。
c. How many are in the group of interest?
c. 関心のある集団には何人いるか。
d. How many are in the other group?
d. もう一方の集団には何人いるか。
e. Let X = _________ on the committee. What values does X take on?
e. X = 委員会の_________とする。Xはどのような値を取るか。
f. The probability question is P(_______).
f. 求める確率はP(_______)である。
Solution解き方
a. without
a. 非復元抽出
b. the men
b. 男性
c. 15 men
c. 男性15人
d. 18 women
d. 女性18人
e. Let X = the number of men on the committee. x = 0, 1, 2, …, 7.
e. X = 委員会の男性の人数とする。x = 0, 1, 2, …, 7。
f. P(x > 4)