结构计数、概率与模运算

VectorPaint 三次抛币分布:八种序列汇成一三三一的概率条

先声明独立公平模型,再按正面次数分组,概率条高度不是四个值各四分之一。

三次抛币的正面次数有零到三四种值,但这四种值并不等可能。本课在 VectorPaint 先列八种等可能顺序,再分成一、三、三、一的计数并画概率条。所有数值是独立公平模型推导,不是假装已经进行八次或三次真实试验。

先声明三次独立公平的模型

在外部笔记写n等三,每次只有H正面与T反面,两者各二分之一,三次相互独立。定义X为三次里的H个数,可能值零、一、二、三,不把X写成某次先后位置。约1800×1400画布分左侧序列、右侧或下方分布图,两部分用同一题名。若用真实硬币另做观察,应另列文件或栏位,不先假定现实器材已证实公平。绘图工具只负责排列文本、形状与线,独立性条件不是应用自动从一个图标判断出来的。

八个有顺序的结果各只列一次

列HHH、HHT、HTH、THH、HTT、THT、TTH、TTT,每串三字符,H与T位置都重要。三次各二选一得二乘二乘二等八,每个序列概率为二分之一连乘三次即八分之一。HHT与HTH虽然H都两个,却是不同顺序,不能在这一步合并;也不能把HH当三次完整结果。先核是否有重复与漏项,八行总数相同仍可能一行抄两遍另一行漏掉。中英文都保留相同H/T代码并说明含义,不把翻译后的字母换掉造成对照失败。

按H的个数分成四组

X零只有TTT;X一含HTT、THT、TTH三串;X二含HHT、HTH、THH三串;X三只有HHH。组计数一、三、三、一合计八,各组概率分别八分之一、八分之三、八分之三、八分之一。先给每行写X值再搬到组中,不按字符串的第一个字母分类。概率来自组内互斥序列相加,不是四种X取值就各给四分之一。组名可以用颜色辅助,但还需明确数字零到三,换颜色不改变成员与概率,原序列清单也要保留可回查。

用共同纵轴画四条概率柱

给横轴X零至三留等距中心,纵轴标概率,从零起。可把柱中心放屏幕四百、六百五十、九百、一千一百五十,基线y一千一百,概率一单位高一千六百像素,柱宽一百五十。于是四柱高二百、六百、六百、二百,柱顶y九百、五百、五百、九百。只用一个纵向比例,不为小柱单独放大。柱间留空说明离散X,不把四点连成平滑连续密度;柱宽是版式选择,不能拿它作为额外概率乘数。

同时核总和与期望一点五

四概率和为八分之一加八分之三加八分之三加八分之一,等八除八即一。期望为零乘八分之一、一乘八分之三、二乘八分之三、三乘八分之一相加,等十二除八即一点五。X实际单次取值仍是整数,期望一点五不表示三次中必须出现一点五个正面,也不应在横轴一点五画第五根有概率的柱。可用浅注释写期望,和四种结果分开。只核柱高一三三一而忘记除八,纵轴就成计数,不再是已经标出的概率。

区分模型概率与有限观察频率

若后来真的做几轮三次抛币,另记每轮顺序与X,再统计实际频数,不能把理论一三三一直接抄成观察表。即使八轮也未必恰好出现各序列一次或各组一三三一。若硬币概率变为p或三次相关,八序列不再按本课条件等权,应重新建模,不只把题名里的公平两字删掉。当前不需要随机生成器或自动模拟功能;纸面结果已经足够制作静态教学图。来源支持模型条件,不保证任何一次真实试验一定与这四柱完全吻合。

排查四等分与顺序漏项

若四柱都同高,先核是否把四种计数错当四个等可能原子结果;若一与二两组不等,回八串查漏项或抄重。若柱高六百被标八分之一,修标签与对应柱,不挪整个坐标轴迎合。HHT若归X一,逐字符数H,不凭开头HT直觉判断。每次修一类错误后再核成员、组和八、概率和一及共同尺度。文字字形、H/T代码与顺序卡可保持独立对象,防止改字体时误改内容;应用不会替你证明概率模型的假设。

重开从序列追到概率条

保存原生稿后导出PNG另开,先读模型条件与八串,再任选HHT与THT追到X二和X一的柱,放大核分母八与纵轴概率。若细字不可读,调整字号和排版,不简删独立公平条件。重开原生作品确认序列、分组和柱各可修改,保留总和与期望计算。验收能解释四种X为何不等可能、为什么期望不必是一次结果;不是已经抛过硬币、验证器材公平或得到自动仿真报告。换次数、概率或依赖条件后重新列式与作图。

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资料核对:2026 年 11 月 15 日,依据 VectorPaint官方商店说明与 Apple公开版本查询,当前版本1.0.8,最低要求 iOS / iPadOS 17.0。本文用公开的形状、路径、节点、图层与文字能力手工绘图,数学条件、尺度和版面是原创练习安排,具体入口以安装版本为准。保留可编辑原稿,PNG用于预览,SVG或PDF若使用位图仍可含位图。外部复算与静态图不是应用新增自动证明、统计或求解功能;未声称已完成真机、实物或全部导出环境测试。

概率依据:OpenStax二项分布说明固定次数、二结果、独立与概率不变的条件。本课八序列和版式为原创,不复制教材例题或把一次实测频率当理论概率。