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Calcolatore della distribuzione geometrica

Trova la probabilità che il primo successo arrivi a una data prova, entro una data prova oppure dopo di essa — contando le prove fino al primo successo o gli insuccessi prima di esso, come fanno il tuo libro di testo o R. Il calcolatore mostra la formula, la media e la varianza, la chiamata R corrispondente, una tabella di probabilità e un grafico a barre. Gratuito, senza registrazione.

Che cosa conti?

Somma la probabilità di un valore da k fino a questo numero.

Risultati

ProbabilitàSignificatoValore
P(X = 5)primo successo alla prova 50,0819
P(X ≤ 5)primo successo alla prova 5 o prima0,6723
P(X < 5)primo successo prima della prova 50,5904
P(X ≥ 5)primo successo alla prova 5 o dopo0,4096
P(X > 5)primo successo dopo la prova 50,3277

5

Media (1/p)

20

Varianza ((1 − p)/p²)

4,4721

Deviazione standard

4

Mediana

Come è stato calcolato

P(X = k) = (1 − p)^(k − 1) × p = (1 − 0,2)^(5 − 1) × 0,2 = 0,0819

P(X ≤ k) = 1 − (1 − p)^k = 1 − (1 − 0,2)^5 = 0,6723

In R: dgeom(4, 0,2) = 0,0819 e pgeom(4, 0,2) = 0,6723. R conta gli insuccessi prima del primo successo, quindi un primo successo alla prova 5 corrisponde a 4 insuccessi.

Contando invece gli insuccessi (Y = X − 1), la media è 4 e la varianza è la stessa, 20. P(X = 5) è uguale a P(Y = 4).

Distribuzione di probabilità

Probabilità geometriche per p = 0,2, valori da 1 a 34
kP(X = k)P(X ≤ k)P(X ≥ k)
10,20000,20001,0000
20,16000,36000,8000
30,12800,48800,6400
40,10240,59040,5120
50,08190,67230,4096
60,06550,73790,3277
70,05240,79030,2621
80,04190,83220,2097
90,03360,86580,1678
100,02680,89260,1342
110,02150,91410,1074
120,01720,93130,0859
130,01370,94500,0687
140,01100,95600,0550
150,00880,96480,0440
160,00700,97190,0352
170,00560,97750,0281
180,00450,98200,0225
190,00360,98560,0180
200,00290,98850,0144
210,00230,99080,0115
220,00180,99260,0092
230,00150,99410,0074
240,00120,99530,0059
250,00090,99620,0047
260,00080,99700,0038
270,00060,99760,0030
280,00050,99810,0024
290,00040,99850,0019
300,00030,99880,0015
310,00020,99900,0012
320,00020,99920,0010
330,00020,99940,0008
340,00010,99950,0006

Come usare il calcolatore della distribuzione geometrica

  1. 1. Scegli che cosa conti. Le prove fino al primo successo compreso (X = 1, 2, 3, …) oppure gli insuccessi prima del primo successo (Y = 0, 1, 2, …). I corsi introduttivi usano più spesso la prima; R e alcuni libri di statistica usano la seconda.
  2. 2. Inserisci p. La probabilità di successo in ciascuna prova indipendente, per esempio 0,2 per una probabilità di uno su cinque.
  3. 3. Inserisci k. La prova in cui vuoi il primo successo (o il numero di insuccessi), e facoltativamente un estremo superiore per un intervallo.
  4. 4. Leggi i risultati. Uguale, al massimo, meno di, almeno e più di, con la formula compilata, la media, la varianza e la mediana, la chiamata R equivalente, e una tabella e un grafico a barre.

Due definizioni della distribuzione geometrica

La distribuzione geometrica descrive prove indipendenti ripetute, ciascuna con la stessa probabilità di successo p, fino al primo successo. I libri di testo contano l'esito in due modi diversi, e i due danno formule, medie e chiamate software diverse per lo stesso identico esperimento.

Le due convenzioni (X = Y + 1)
ProprietàProve: XInsuccessi: Y
Che cosa contaProve fino al primo successo compresoInsuccessi prima del primo successo
Valori possibili1, 2, 3, …0, 1, 2, …
Probabilità di un valore k(1 − p)k−1 p(1 − p)k p
P(≤ k)1 − (1 − p)k1 − (1 − p)k+1
P(≥ k)(1 − p)k−1(1 − p)k
Media1/p(1 − p)/p
Varianza(1 − p)/p²(1 − p)/p²
Softwaregeom di SciPydgeom, pgeom, qgeom di R

Per passare dall'una all'altra, ricorda X = Y + 1. Un primo successo alla prova 5 corrisponde a 4 insuccessi, quindi P(X = 5) = P(Y = 4) e la media differisce esattamente di 1; la varianza è identica. Il calcolatore stampa questa conversione con i tuoi numeri, incluso la funzione R che dà la stessa probabilità: dgeom(4, 0.2) di R risponde «primo successo alla prova 5».

Esempio svolto: chiamate di vendita

Un addetto chiude una vendita nel 20% delle chiamate, in modo indipendente, quindi p = 0,2. Contando le prove, la probabilità che la prima vendita arrivi alla quinta chiamata è 0,8⁴ × 0,2 = 0,0819. La probabilità che arrivi entro la quinta chiamata è 1 − 0,8⁵ = 0,6723, alla quinta o dopo 0,8⁴ = 0,4096, e dopo la quinta 0,8⁵ = 0,3277.

La media è 1/p = 5 chiamate e la varianza è 0,8 / 0,2² = 20, quindi la deviazione standard è 4,4721 — grande rispetto alla media, come ci si aspetta: i tempi di attesa di successi rari variano molto. La mediana è 4: metà di tutti gli addetti chiude la prima vendita entro quattro chiamate. Contando gli insuccessi, la media è 4, e dgeom(4, 0.2) di R restituisce lo stesso 0,0819.

Una distribuzione senza memoria

Dopo cinque insuccessi di fila, la probabilità di successo alla prova successiva è ancora p. La geometrica è la distribuzione discreta senza memoria, l'equivalente della distribuzione esponenziale continua: gli insuccessi passati non rendono il successo «dovuto», ed è proprio il punto che sfugge alla fallacia del giocatore.

Domande frequenti

Quale definizione della distribuzione geometrica devo usare?
Usa quella del tuo libro di testo, del docente o del software che usi. Se si contano le prove, X parte da 1 e la media è 1/p; se si contano gli insuccessi, Y parte da 0 e la media è (1 − p)/p. Una risposta d'esame nella convenzione sbagliata è sbagliata di una unità, quindi verifica quale definisce la domanda.
Come trovo la probabilità che il primo successo sia alla prova k?
Moltiplica k − 1 insuccessi per un successo: (1 − p)k−1 × p. Con p = 0,2 e k = 5 è 0,8⁴ × 0,2 = 0,0819. La probabilità di un successo entro la prova k è il complemento di k insuccessi di fila, 1 − (1 − p)k.
Come uso dgeom di R per il numero di prove?
dgeom(x, prob) di R conta gli insuccessi prima del primo successo, quindi sottrai 1 al numero di prova: la probabilità che il primo successo sia alla prova 5 è dgeom(4, 0.2) = 0,0819, e pgeom(4, 0.2) = 0,6723 è la probabilità che arrivi entro la prova 5. Il calcolatore mostra queste chiamate per i tuoi dati.
Qual è il numero atteso di prove fino al primo successo?
1/p quando si contano le prove. Se ogni tentativo riesce con probabilità 0,2, ci si aspettano in media 5 tentativi. Contando gli insuccessi la media è (1 − p)/p = 4, uno in meno, perché la prova riuscita non viene contata.
Come si collega la distribuzione geometrica alla binomiale e alla binomiale negativa?
La binomiale fissa il numero di prove e conta i successi. La geometrica fissa il numero di successi a uno e conta le prove. La binomiale negativa la generalizza all'r-esimo successo, e la geometrica ne è il caso speciale r = 1.
La distribuzione geometrica presuppone prove indipendenti?
Sì, e una p costante. Estrarre carte senza reinserimento, o un giocatore che migliora con la pratica, violano le ipotesi. Il campionamento senza reinserimento da una popolazione piccola richiede invece la distribuzione ipergeometrica.

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