이산확률분포 탐험하기

실험을 통해 확률 분포를 만들고, 기댓값, 분산, 이항분포의 원리를 알아봅시다.

실험 1: 동전 3개 던지기

서로 다른 동전 3개를 동시에 던지는 실험입니다. 확률변수 $X$를 '앞면이 나오는 동전의 개수'라고 할 때, $X$의 확률분포표를 만들어 봅시다.

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$X=x$ 0 1 2 3 합계
이론 확률 $P(X=x)$ 1/8 3/8 3/8 1/8 1
도수 (Frequency) 0 0 0 0 0
상대도수 (경험적 확률) 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 100%

실험 2: 주사위 2개 던지기

서로 다른 주사위 2개를 동시에 던지는 실험입니다. 확률변수 $Y$를 '나오는 두 눈의 수의 합'이라고 할 때, $Y$의 확률분포표를 만들어 봅시다.

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$Y=y$ 2345 6789 101112 합계
이론 확률 1/362/363/36 4/365/366/36 5/364/363/36 2/361/36 1
도수 00 00 00 00 00 0 0

기댓값, 분산, 표준편차 알아보기

확률분포의 특징을 나타내는 대표적인 값들입니다. '동전 3개 던지기' 실험의 이론적 확률분포를 이용해 함께 계산해 봅시다.

아래 '계산 시작' 버튼을 눌러 단계별 설명을 확인하세요.

$x_i$ $P(X=x_i)$ $x_i P(X=x_i)$ $(x_i - \mu)$ $(x_i - \mu)^2$ $(x_i - \mu)^2 P(X=x_i)$
0 1/8 0
1 3/8 3/8
2 3/8 6/8
3 1/8 3/8
합계

이항분포와 정규분포 근사

성공 확률이 $p$인 독립시행을 $n$번 반복할 때, 성공 횟수 $X$는 이항분포 $B(n, p)$를 따릅니다.

$P(X=k) = \binom{n}{k} p^k (1-p)^{n-k}$, $E(X) = np$, $V(X) = np(1-p)$

놀랍게도, 시행 횟수 $n$이 충분히 커지면 이항분포의 모양은 정규분포 곡선과 매우 비슷해집니다. 아래 슬라이더를 조작하여 직접 확인해 보세요.

근사값 비교 계산기

$n$이 충분히 클 때, 이항분포의 확률을 정규분포를 이용해 근사적으로 계산할 수 있습니다. 두 계산 결과가 얼마나 비슷한지 비교해 보세요.

$P($ $\le X \le$ $)$

정확한 이항분포 확률

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정규분포 근사 확률
(연속성 수정 적용)

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