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Distribución multinomial

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Multinomial
Parámetros n>0 número de pruebas (entero)
p1,…,pk probabilidad de un suceso concreto (Σpi=1)
Dominio X=(x1,…,xk)′∈ℤk
xi∈{0,…,n} ;Σxi=n
Función de densidad (pdf) n!x1!⋯xk!p1x1⋯pkxk
Media E{Xi}=npi
Varianza Var(Xi)=npi(1−pi)
Cov(Xi,Xj)=−npipj  (i≠j)
Función generadora de momentos (mgf) (∑i=1kpieti)n

En teoría de probabilidad, la distribución multinomial o distribución multinómica es una generalización de la distribución binomial.

La distribución binomial es la probabilidad de un número de éxitos en N sucesos de Bernoulli independientes, con la misma probabilidad de éxito en cada suceso. En una distribución multinomial, el análogo a la distribución de Bernoulli es la distribución categórica, donde cada suceso concluye en únicamente un resultado de un número finito K de los posibles, con probabilidades p1,…,pk (tal que pi≥0 para i entre 1 y K y ∑i=1kpi=1); y con n sucesos independientes.

Entonces sea la variable aleatoria Xi, que indica el número de veces que se ha dado el resultado i sobre los n sucesos. El vector X=(X1,...,Xk) sigue una distribución multinomial con parámetros n y p, donde p=(p1,...,pk).

Nótese que en algunos campos las distribuciones categórica y multinomial se encuentran unidas, y es común hablar de una distribución multinomial cuando el término más preciso sería una distribución categórica.

Especificación

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Dado de 6 caras

Función de probabilidad

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La función de probabilidad de la distribución multinomial es como sigue:

f(x1,…,xk;n,p1,…,pk)=Pr⁡(X1=x1 y … y Xk=xk)={n!x1!⋯xk!p1x1⋯pkxk,cuando ∑i=1kxi=n0En otros casos,

Para enteros no negativos x1, ..., xk.

Propiedades

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La esperanza matemática del suceso i observado en n pruebas es:

E⁡(Xi)=npi.

La varianza es:

var⁡(Xi)=npi(1−pi).