二项式定理:均值、标准差、性质及相关术语

已发表: 2020-12-09

进一步阅读以了解二项式定理、其公式、展开式和逐步解释。

二项式定理是数学领域最常用的方程之一,在其他各个领域也有大量的应用。 二项式定理的一些实际应用包括:

  • 将 IP 地址分配给计算机。
  • 预测与国家经济有关的各种因素。
  • 天气预报。
  • 建筑学。

二项式定理,有时也称为二项式展开,用于统计、代数、概率以及其他各种数学和物理领域。 二项式定理由以下公式表示:

(x+y) n = r=0 n C r n x nr _

其中, n N 和 x,y R

目录

什么是二项式实验?

二项式定理公式通常用于计算二项式实验结果的概率。 二项式实验是一个只能有两个结果的事件。 例如,预测某一天的降雨; 结果只能是两种情况之一——要么那天下雨,要么那天不下雨。

由于一种情况只有两个固定结果,因此称为二项式实验。 你可以在日常生活中找到很多二项式实验的例子。 抛硬币、赢得比赛等都是二项式实验。

必读:数据科学统计

什么是二项分布?

二项式分布可以被称为在二项式实验中某事发生或不发生的概率的度量。 一般表示为:

p:特定结果发生的概率

n:我们进行实验的次数

这里有一些例子可以帮助你理解,

  • 如果我们掷骰子 10 次,那么 n = 10 和 p 为 1,2,3,4,5 和 6 将是 ⅙。
  • 如果我们抛硬币 15 次,那么 n = 15,正面和反面的 p 将是 1/2。

有很多与二项分布相关的术语,可以帮助您找到有关任何问题的有价值的见解。 让我们看一下二项分布的两个主要术语,标准差和均值。

二项分布的标准差

二项分布的标准差由以下公式确定:

= npq

在哪里,

n = 试验次数

p = 成功试验的概率

q = 1-p = 试验失败的概率

阅读:二项式系数

二项分布的平均值

二项分布的均值由下式确定,

= n*p

在哪里,

n = 试验次数

p = 成功试验的概率

二项式定理简介

二项式定理可以看作是一种扩展有限幂表达式的方法。 关于二项式展开,您需要记住以下几点:

  • 对于方程(x+y) n ,此展开式中的项数为 n+1。
  • 在二项式展开中,两项的指数之和为 n。
  • C 0 n , C 1 n , C 2 n , ...。 称为二项式系数。
  • 与起点和终点距离相等的二项式系数总是相等的。

通过查看帕斯卡三角可以找到所有项的系数。

与二项式定理相关的术语

现在让我们看看二项式定理中最常用的术语

  • 一般术语

二项式定理中的一般项可以称为任何给定项的通用方程,如果我们在该方程中插入必要的值,它将对应于该特定项。 它通常表示为T r+1

T r+1 = C r n x nr _

  • 中期

二项式定理的中可以称为二项式定理展开的中项的值。

如果展开式中的项数为偶数,则第(n/2 + 1)项为中项,若二项式展开式中的项数为奇数,则第[(n+1)/2]项和 [(n+3)/2)th 是中间项。

  • 独立任期

在表达式的展开中与变量无关的项称为独立项。 axp + (b/xq)]n 展开式中的独立项是

Tr+1 = nCr an-r br,其中 r = (np/p+q) ,它是一个整数。

二项式定理的性质

  1. C0 + C1 + C2 + … + Cn = 2n
  2. C0 + C2 + C4 + … = C1 + C3 + C5 + … = 2n-1
  3. C0 – C1 + C2 – C3 + … +(−1)n 。 nCn = 0
  4. nC1 + 2.nC2 + 3.nC3 + … + n.nCn = n.2n-1
  5. C1 - 2C2 + 3C3 - 4C4 + … +(-1)n-1 Cn = 0,n > 1
  6. C02 + C12 + C22 + …Cn2 = [(2n)!/ (n!)2]

结论

二项式定理是数学中最常用的公式之一。 它在统计学中具有最重要的用途之一,用于解决数据科学中的问题。

查看upGrad与顶尖大学和行业领导者联合提供的课程。 upGrad 提供的一些课程包括:

  • PG 数据科学文凭:这是由 upGrad 与 IIIT-B 联合提供的为期 12 个月的数据科学课程。
  • 数据科学理学硕士:由 upGrad 与 IIIT-B 和利物浦约翰摩尔斯大学联合提供的为期 18 个月的课程。
  • 数据科学 PG 认证:由 upGrad 与 IIIT-B 联合提供的为期 7 个月的数据科学课程。

二项式定理在数据科学中的用途是什么?

二项式定理是其中只有两种结果是可以想象的,例如成功或失败、得或失、赢或输,并且所有试验的成功和失败的机会都是相同的。 每个试验都是独立的,因为最后一次投掷与当前投掷的结果无关或影响。 二项式实验只有两种可能的结果,并且重复 n 次。 二项分布有两个参数:n 和 p,其中 n 是试验的总数,p 是每次试验的成功概率。 离散概率分布在数据科学中用于对二元和多类分类问题进行建模并评估二元分类模型的性能,例如计算置信区间,并对文本中的单词分布进行建模以进行自然语言处理。

二项式定理很难吗?

一旦学生熟悉了推导,二项式定理的概念就变得很容易掌握。 二项式定理描述了如何扩展 (a+b)^n 类型的语句,例如 (x+y)^7。 权力越大,直接提出这样的声明就越困难。 另一方面,二项式定理使运算变得非常快! 二项式定理是一种简单的方法,用于扩展具有(提高到)高次幂的二项式方程。 这个定理是代数中的一个关键主题(部分),在排列和组合、概率、矩阵和数学归纳法中都有应用。

二项式定理的一些现实用例是什么?

二项式定理经常用于统计和概率分析。 这是非常有益的,因为我们的经济是基于统计和概率计算的。 二项式定理用于高等数学和计算,以识别更高次方方程的根。 它还用于证明物理学和数学中许多重要的方程。 它在天气预报服务、建筑候选排名、工程项目中的成本估算以及批次中的故障项目数量等方面都有应用。 二项式在现实生活中出现二分法的情况下使用。