[返回路线](./09_two_week_plan_zh.md)。周日两小时,本地对应考点 39 与热点题集。
独立试验每次成功概率 p,遇成功即停,最多 m 次,T 为实际次数。k<m 时要求前 k-1 次失败、第 k 次成功;T=m 只要求前 m-1 次失败,末次成功或失败都停。于是 $P(T=k)=(1-p)^{k-1}p$(k<m),$P(T=m)=(1-p)^{m-1}$。
逐样本有 $T=\sum_{k=1}^m\mathbf1_{\{T\ge k\}}$,取期望得 $E(T)=\sum_{k=1}^mP(T\ge k)$;再用等比和。完整推导见综合讲义。
决策必须先写收益函数,再取期望。若题目要求稳定性,比较方差;若题目只要求期望最大,不擅自改目标。
10 分钟复盘,40 分钟新知中用“最多三次、首次成功停止”讲透末项,再用自编检验模型示范收益表。休息后,35 分钟应用中安排阶段诊断四题约 25 分钟,其余时间核对取值与事件。20 分钟选择一处结构错误重写,末 10 分钟决定第三周补缺或进阶。诊断若计算较慢,按真实作答记录,不用讲完答案冒充独立完成。
每次独立成功率 1/2,首次成功即停,最多三次。求次数 T 的完整分布与期望;说明 P(T=3) 为何不是 1/8。
把末次成功、末次失败两条终止路径都写出。
T 取 1、2、3,概率 1/2、1/4、1/4,和为 1。末项含失败失败成功和失败失败失败,各 1/8,合计 1/4。期望 $1/2+2/4+3/4=7/4$。尾和也为 $1+1/2+1/4=7/4$。
沿用上题,每次失败扣 2 分,首次成功得 5 分,三次均失败则没有成功奖励。令净得分 Y,求分布、期望与出现负分的概率。
第 3 次成功与三次全败有相同次数,却有不同得分。
首成得 5 分概率 1/2;败成得 3 分概率 1/4;败败成得 1 分概率 1/8;全败得 -6 分概率 1/8。期望 $5/2+3/4+1/8-6/8=21/8$,负分概率 1/8。不能从 T=3 的一项直接映射到一个奖金值,因为次数没有保留末次结果的信息。
产品次品概率 p。直接销售:合格净利润 10 元,次品净亏损 20 元。先检验:检验准确,每件花 2 元;合格售出净利润为 8 元,次品报废后的净收益为 -2 元。以单件期望最大为目标,求何时应检验。
分别按合格、次品分类写期望,注意题干已给净收益。
直接销售期望 $10(1-p)-20p=10-30p$;检验期望 $8(1-p)-2p=8-10p$。检验减直接为 $20p-2$。p>1/10 选检验,p<1/10 直接,p=1/10 期望相同。p 在 [0,1] 内;结论依赖准确检验与题定净收益,不能重复扣成本。
三次独立试验成功率 p,求恰一次成功概率的最大值与对应 p;解释为何 p=1 反而不能实现目标。
目标函数为 $3p(1-p)^2$,同时检查端点。
$h(p)=3p(1-p)^2$,p 在 [0,1]。导数 $h'(p)=3(1-p)(1-3p)$,在 (0,1/3) 为正、(1/3,1) 为负;端点函数值为零。因此最大点 p=1/3,最大值 4/9。p=1 时恰三次成功,恰一次成功的概率为零。这里复习导数符号与端点比较。
讲题指定作业 2:为什么记录次数与记录净得分不能用同一分布?