主要内容

准确计算二项式系数

此示例显示了如何获得二项式系数的精确值,并使用符号数学工具箱找到硬币折叠实验中的概率。

定义符号函数,p(n,k),这计算了头脑的概率完全提出K.超时N扔。

Syms.p(n,k)p(n,k)= nchoosek(n,k)/ 2 ^ n
p(n,k)=

N K. 2 N nchoosek(n,k)/ 2 ^ n

假设,你扔了2000次硬币。头部出现在折叠的一半的概率是p(n,n / 2), 在哪里n = 2000.。结果是在分子和分母中具有大量的合理表达。符号数学工具箱返回确切的结果。

n = 2000;Central = P(n,n / 2)
中央=

3200236917171077678648691410907539131869413887470932865344347871362106540​​9407558684827078034103284471897886973749969120193991903093820699875281992965144712​​165047076509911260111695492561758070504338841970553054102523110527916947524131958377752151574039949033529629698641642258743674137482616594745112267898723211120807230664634964544481708164904539022478043973711723559968194432939075806832004291061158908846856838256381803348565279054224647900810699299168867139792956844223922159175515314010713665400039460923455955238336479045124093228963670382989157970254873535474101598330561111077761468187361705 1793954211366022694113801876840128100034871409513586250746316776290259783425578615401030447369541046747571819748417910583511123376348523955353017744010395602173906080395504375010762174191250701116076984219741972574712741619474818186676828531882286780795390571221287481389759837587864244524002565968286448146002639202882164150037179450123657170327105882819203167448541028601906377066191895183769810676831353109303069033234715310287563158747705988305326397404720186258671215368588625611876280581509852855552819149745718992630449787803625851701801184123166018366180137512856918294030710215034138299203584 符号('3200236917171077678648691410907539131869413887470932865344347871362106540​​9407558684827078034103284471897886973749969120193991903093820699875281992965144712​​165047076509911260111695492561758070504338841970553054102523110527916947524131958377752151574039949033529629698641642258743674137482616594745112267898723211120807230664634964544481708164904539022478043973711723559968194432939075806832004291061158908846856838256381803348565279054224647900810699299168867139792956844223922159175515314010713665400039460923455955238336479045124093228963670382989157970254873535474101598330561111077761468187361705/1793954211366022694113801876840128100034871409513586250746316776290259783425578615401030447369541046747571819748417910583511123376348523955353017744010395602173906080395504375010762174191250701116076984219741972574712741619474818186676828531882286780795390571221287481389759837587864244524002565968286448146002639202882164150037179450123657170327105882819203167448541028601906377066191895183769810676831353109303069033234715310287563158747705988305326397404720186258671215368588625611876280581509852855552819149745718992630449787803625851701801184123166018366180137512856918294030710215034138299203584' )

用10位准确度近似这个合理的数字数字VPA.

previous_digits =数字(10);VPA(中央)
ans =.
                
                 
                  
                   
                    0.01783901115.
                  
                  
                   VPA('0.01783901115')
                 
                

计算“头部”数量与预期值不同的概率不超过两个标准偏差。

sigma = sqrt(n / 4);HITHINTWOSIGMA = SYMSUM(P(n,k),k,ceil(n / 2  -  2 * sigma),地板(n / 2 + 2 * sigma))
intintwosigma =

13683524663950565202894406832034749167239195904700934509667499858152527897032069211850781661943643686282416047513902767700103665665029054355840533069770903613738888071669349116690583596172679994408914739469288147903344743192436900584208366363134639060412272154615888058996878504469159837490119929044635173623899567959606687166441101852938440464197469845620102647004097663706638689504581437246132580182642373508676411344773424174011370403072385575195256474333714117110163049724001591393837741984544130975094551036065813178506167596616648110323149974640910169291651187202789267792477594694973714115343465 14351633690928181552910415014721024800278971276108690005970534210322078267404628923208243578956328373980574557987343284668088987010788191642824141952083164817391248643164035000086097393530005608928615873757935780597701932955798545493414628255058294246363124569770299851118078700702913956192020527746291585168021113623057313200297435600989257362616847062553625339588328228815251016529535161470158485414650824874424552265877722482300505269981647906442611179237761490069369722948709004895010244652078822844422553197965751941043598302429006813614409472985328146929441100102855346352245681720273106393628672 符号('13683524663950565202894406832034749167239195904700934509667499858152527897032069211850781661943643686282416047513902767700103665665029054355840533069770903613738888071669349116690583596172679994408914739469288147903344743192436900584208366363134639060412272154615888058996878504469159837490119929044635173623899567959606687166441101852938440464197469845620102647004097663706638689504581437246132580182642373508676411344773424174011370403072385575195256474333714117110163049724001591393837741984544130975094551036065813178506167596616648110323149974640910169291651187202789267792477594694973714115343465/14351633690928181552910415014721024800278971276108690005970534210322078267404628923208243578956328373980574557987343284668088987010788191642824141952083164817391248643164035000086097393530005608928615873757935780597701932955798545493414628255058294246363124569770299851118078700702913956192020527746291585168021113623057313200297435600989257362616847062553625339588328228815251016529535161470158485414650824874424552265877722482300505269981647906442611179237761490069369722948709004895010244652078822844422553197965751941043598302429006813614409472985328146929441100102855346352245681720273106393628672' )

用浮点数近似结果。

VPA(intintwosigma)
ans =.
                
                 
                  
                   
                    0.9534471795
                  
                  
                   VPA('0.9534471795')
                 
                

将此结果与来自正态分布的累积分布函数(CDF)导出的以下两个估计结果进行比较。事实证明,在两个Σ间隔内部的第一整数和第一整数之间采用中点给出比使用双Σ间隔自身更精确的结果。

Syms.CDF(x)CDF(x)= 1/2 *(1 + ERF((x  -  n / 2)/ sqrt(sym(n / 2))))))
cdf(x)=

ERF. 10. X - 1000 100. 2 + 1 2 ERF((SQRT(SYM(10))*(x - 1000))/ 100)/ 2 + sym(1/2)

estisms1 = VPA(CDF(n / 2 + 2 * sigma) -  cdf(n / 2  -  2 * sigma))
estisms1 =
                
                 
                  
                   
                    0.9544997361
                  
                  
                   VPA('0.9544997361')
                 
                
estisms2 = VPA(CDF(楼层(N / 2 + 2 * Sigma)+ 1/2) -......CDF(CEIL(N / 2  -  2 * SIGMA) -  1/2))
estisms2 =
                
                 
                  
                   
                    0.9534201342
                  
                  
                   VPA('0.9534201342')
                 
                
ERROR1 = VPA(estims1  -  intintwoSigma)
ERROR1 =
                
                 
                  
                   
                    0.001052556595
                  
                  
                   VPA('0.001052556595')
                 
                
ERROR2 = VPA(estims2  -  intintwoosigma)
error2 =
                
                 
                  
                   
                    
                     -
                    
                     0.00002704525904
                   
                  
                  
                   -VPA('0.00002704525904')
                 
                

恢复浮点计算的默认精度。

数字(previous_digits);

在k内绘制这个分布 2 σ. -间隔。绘图是高斯曲线。

k = n / 2 +(-2 * sigma:2 * sigma);图(k,p(n,k),' -  +');标题('2000年硬币抛弃');Xlabel(“头部数量”);ylabel('可能性');

图包含轴。标题2000硬币折叠的轴包含类型线的对象。