首先我们来定义题目中的两种情况:
不放回抽取:在这种情况下,每次抽取后物品不会被放回箱中,所以每一次抽取优质品的概率都是变化的。
放回抽取:在这种情况下,每次抽取后物品会被放回箱中,因此每次抽取优质品的概率不变。
对于第二个情形,即放回抽取直到取得优质品为止,我们需要计算的是随机变量X,即抽取次数直到第一次取到优质品的概率分布。这里的X服从几何分布,因为X表示的是试验(抽取产品)直到第一次成功(获得优质品)的次数。
在一箱中有5件优质品和15件非优质品的情况下,单次抽取优质品的概率( p )为: [ p = \frac{5}{20} = \frac{1}{4} ] 单次抽取非优质品的概率( q )则为: [ q = 1 - p = \frac{3}{4} ]
抽取次数( X )至少为1次直至无限次,对应的抽取到第一次优质品的概率分布公式为几何分布: [ P(X=k) = q^{(k-1)} \cdot p ] 其中( k = 1, 2, 3, \ldots )。
代入( p = \frac{1}{4} )和( q = \frac{3}{4} ),我们得到: [ P(X=k) = \left( \frac{3}{4} \right)^{(k-1)} \cdot \frac{1}{4} ] 这就是随机变量X至抽取到第一件优质品为止各次尝试的概率分布。