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100 QUESTIONS · 10 CHAPTERS

偏偏:概率直觉实验室

先凭直觉猜一猜,再看解释、做实验。这里保留了完整的 100 道题和解析,可以直接阅读,也可以打印下来慢慢思考。

01 · 随机与直觉

硬币没有记忆,直觉却有。

1. 硬币该补偿了吗?

一枚公平硬币已经连续五次正面朝上。每次抛掷相互独立,下一次出现反面的概率是?

  1. 小于 50%
  2. 等于 50%
  3. 大于 50%
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答案:B · 等于 50%

硬币不会记住过去,也不会为了平衡而补偿。独立意味着过去的结果不改变下一次的概率;大数定律说的是长期比例,不是下一次的纠偏。

知识点:独立性

2. 哪串更像随机?

公平硬币连抛六次。「正正正正正正」与「正反正反反正」这两个指定序列,哪个更可能出现?

  1. 一样可能
  2. 全正面更难出现
  3. 交错序列更难出现
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答案:A · 一样可能

每个指定的六次序列概率都是 (1/2)⁶ = 1/64。我们觉得交错更自然,是把某一个序列和一整类“看起来杂乱”的序列混在了一起。

知识点:序列概率

3. 下一次该出六了?

公平骰子连续 20 次没有出现六点。下一次出现六点的概率是?

  1. 高于 1/6
  2. 低于 1/6
  3. 仍然是 1/6
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答案:C · 仍然是 1/6

各次投掷独立,骰子没有等待补偿的机制。连续没出现六点是过去的事实,不是下一次更容易出现六点的证据。

知识点:赌徒谬误

4. 短期也会公平吗?

公平硬币独立抛 10 次,恰好五次正面的概率是否超过一半?

  1. 恰好 50%
  2. 不会,约 24.6%
  3. 会,约 75%
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答案:B · 不会,约 24.6%

恰好五次正面有 252 种序列,总共有 1,024 种等可能序列,概率约 24.6%。公平不等于每一小段结果都对半分。

知识点:二项分布

5. 完全平衡更容易吗?

抛 100 次恰好一半正面,与抛 10 次恰好一半正面,哪个概率更高?

  1. 抛 10 次
  2. 抛 100 次
  3. 两者相同
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答案:A · 抛 10 次

抛 10 次恰好对半约 24.6%,抛 100 次约 8.0%。更多次数让比例集中在 50% 附近,却不保证正好落在 50% 这一个值上。

知识点:集中与精确

6. 比例与次数差

比较抛 100 次与 10,000 次公平硬币,哪一个说法更合理?

  1. 次数越多,正反面次数差必定更小
  2. 次数越多,比例和次数差都不变
  3. 次数多时比例通常更接近一半,但次数差可能更大
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答案:C · 次数多时比例通常更接近一半,但次数差可能更大

比例的典型波动随 1/√n 缩小,次数差的典型量级却随 √n 增长。要分清绝对差距和相对差距。

知识点:大数定律

7. 连赢五局就是作弊?

游戏每局独立且胜率 50%。某位玩家连赢五局,仅凭这件事足以认定作弊吗?

  1. 足以,五次已经很多
  2. 不足以认定
  3. 足以,公平游戏不可能这样
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答案:B · 不足以认定

指定的五局全赢概率是 1/32,约 3.1%,并不是不可能。如果观察了许多玩家,出现一位连胜者就更加常见。

知识点:偶然与证据

8. 随机播放又重复了

10 首歌,每次独立随机播放一首,允许重复。前五次至少重复一首的概率超过 50% 吗?

  1. 超过,约 69.8%
  2. 没有,约 10%
  3. 恰好 50%
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答案:A · 超过,约 69.8%

没有重复的概率是 1 × 9/10 × 8/10 × 7/10 × 6/10 = 30.24%。至少重复一次就是它的补集,约 69.76%。

知识点:补集

9. 随机撒点也会聚集

把 100 个点独立、均匀地撒在纸上,看到几块聚集和几处空白,能判定不随机吗?

  1. 能,随机点应均匀间隔
  2. 能,随机不应有空白
  3. 不能,仅凭局部聚集不够
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答案:C · 不能,仅凭局部聚集不够

随机均匀说的是每个位置被选中的机会相同,不是结果必须整齐铺开。随机过程本来就会产生局部聚集和空白。

知识点:随机图形

10. 正面暴露了哪枚硬币?

一枚公平硬币、一枚双面正面硬币,等概率选一枚抛一次,结果是正面。选到双面硬币的概率是多少?

  1. 1/3
  2. 2/3
  3. 1/2
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答案:B · 2/3

公平硬币贡献 1/2 × 1/2 = 1/4 的正面概率,双面硬币贡献 1/2。已观察到正面,双面硬币的后验概率为 (1/2)/(3/4) = 2/3。

知识点:贝叶斯更新

02 · 巧合与碰撞

看似不可能,其实很常见。

11. 一个班的生日巧合

假设每人的生日独立且在 365 天均匀分布。30 人中至少两人同生日的概率更接近?

  1. 70%
  2. 10%
  3. 50%
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答案:A · 70%

先算所有人生日不同:1 × 364/365 × … × 336/365。用 1 减去它得到约 70.6%。30 人有 435 对,碰撞机会远多于直觉。

知识点:生日问题

12. 有人和你同生日?

仍是 30 人,另外 29 人中至少有人和指定的你同生日,概率约是多少?

  1. 70.6%
  2. 50%
  3. 7.6%
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答案:C · 7.6%

概率是 1 − (364/365)²⁹,约 7.6%。任意两人同生日有很多配对;和指定的你同生日只有 29 次机会。

知识点:指定与任意

13. 六十人的房间

生日独立且均匀。60 人中至少两人同生日的概率会超过 99% 吗?

  1. 不会,约 70%
  2. 会,约 99.4%
  3. 不会,约 50%
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答案:B · 会,约 99.4%

生日问题的碰撞机会随配对数快速增加。60 人有 1,770 对,用无碰撞概率的补集计算,至少一次碰撞约为 99.4%。

知识点:碰撞增长

14. 验证码会撞吗?

独立均匀生成 100 个四位数字验证码(0000—9999)。至少两个相同的概率更接近?

  1. 39%
  2. 1%
  3. 99%
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答案:A · 39%

虽然有一万个号码,但一百个验证码有 4,950 对。近似碰撞概率为 1 − exp(−4950/10000),约 39%;精确值也接近这个结果。

知识点:生日碰撞

15. 朋友之间的连线

人数从 10 人增加到 20 人,所有两人组合的数量怎样变化?

  1. 从 45 对变成 90 对
  2. 从 10 对变成 20 对
  3. 从 45 对变成 190 对
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答案:C · 从 45 对变成 190 对

n 人有 n(n−1)/2 对。人数翻倍时,配对数大约变成四倍,而不是两倍。

知识点:组合计数

16. 等到第一个六点

不断独立投掷公平骰子,直到首次出现六点,平均要掷几次?

  1. 第 6 次必定出现
  2. 6 次
  3. 3 次
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答案:B · 6 次

成功概率 p 的几何分布,等待次数的期望为 1/p,所以是 6 次。平均六次并不表示第六次会保证出现。

知识点:几何分布

17. 六次机会够了吗?

独立掷六次公平骰子,至少一次六点的概率约是多少?

  1. 66.5%
  2. 100%
  3. 50%
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答案:A · 66.5%

六次都不是六点的概率是 (5/6)⁶。至少一次六点的概率是 1 − (5/6)⁶ ≈ 66.5%。

知识点:至少一次

18. 集齐六款盲盒

六种玩具等概率且每盒独立。平均需要买多少盒才能集齐?

  1. 6 盒
  2. 36 盒
  3. 14.7 盒
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答案:C · 14.7 盒

等待下一种新玩具的平均次数依次为 1、6/5、6/4、6/3、6/2、6。相加得到 14.7;越接近集齐,新款越难出现。

知识点:集券问题

19. 最后一款怎么不来?

六款等概率盲盒已集齐五款,平均还要买几盒才能得到最后一款?

  1. 买得越多就越接近必出
  2. 6 盒
  3. 1 盒
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答案:B · 6 盒

每盒抽到最后一款的概率仍然是 1/6,等待次数期望为 6。过去抽到了哪些款,不会改变独立的新一盒。

知识点:等待时间

20. 一百张券能必中吗?

每张券独立,中奖概率 1%。一百张至少中一次的概率约是多少?

  1. 63.4%
  2. 100%
  3. 10%
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答案:A · 63.4%

一百张都没中概率为 0.99¹⁰⁰,约 36.6%,所以至少中一次约 63.4%。不能把概率直接相加来计算“至少一次”。

知识点:补集

03 · 条件与更新

多一条信息,换一个答案。

21. 检测器报警之后

垃圾邮件占 1%,识别率 90%,正常邮件误报率 5%。被标记的邮件真是垃圾邮件的概率约为?

  1. 90%
  2. 50%
  3. 15.4%
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答案:C · 15.4%

想象一万封邮件:100 封垃圾邮件中标记了 90 封,9,900 封正常邮件中误报了 495 封。答案是 90/(90+495),约 15.4%。

知识点:基础发生率

22. 换个收件箱会怎样?

同样的检测器,识别率 90%、误报率 5%。如果垃圾邮件占比升到 50%,被标记的邮件真是垃圾邮件的概率约为?

  1. 50%
  2. 94.7%
  3. 仍是 15.4%
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答案:B · 94.7%

在一万封邮件中,会标记 4,500 封垃圾邮件和 250 封正常邮件。4,500/4,750 ≈ 94.7%。后验概率也取决于事件本来的常见程度。

知识点:先验与后验

23. 没报警就一定正常?

垃圾邮件占 1%,识别率 90%,误报率 5%。一封没被标记的邮件,仍是垃圾邮件的概率约为?

  1. 0.11%
  2. 0%
  3. 10%
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答案:A · 0.11%

一万封邮件中有 10 封垃圾邮件漏报,9,405 封正常邮件未报警。10/(10+9405) ≈ 0.106%,很小但不为零。

知识点:漏报与后验

24. 重复报警算新证据吗?

同一封邮件,用同一个完全确定的检测程序运行两次,两次都报警。第二次提供了更多证据吗?

  1. 有,误报率自动平方
  2. 有,结论变得百分之百确定
  3. 没有,它只是重复同一结果
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答案:C · 没有,它只是重复同一结果

两次结果完全依赖,不是两次独立测量。只有合理处理证据间的依赖关系,才能进行有效的概率更新。

知识点:证据依赖

25. 次品来自哪个工厂?

A 厂生产 90% 的零件,次品率 1%;B 厂生产 10%,次品率 5%。随机发现一个次品,更可能来自哪里?

  1. 两厂各一半
  2. A 厂,约 64.3%
  3. B 厂,因为次品率更高
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答案:B · A 厂,约 64.3%

A 厂贡献 0.9×0.01=0.009 的次品概率,B 厂贡献 0.1×0.05=0.005。A 的比例是 9/14,约 64.3%;生产规模不能忽略。

知识点:贝叶斯推断

26. 三扇门,要换吗?

三门后有一车两羊。你选一门,知情主持人总从另外两门中打开羊门,并总给换门机会。换门的胜率是?

  1. 2/3
  2. 1/2
  3. 1/3
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答案:A · 2/3

初选正确概率 1/3,换门会输;初选错误概率 2/3,主持人排除羊门后换门会赢。主持人的规则是这道题的关键。

知识点:蒙提霍尔

27. 主持人也不知道呢?

同样的三门游戏,但主持人不知道车在哪,随机打开你未选的一扇,碰巧是羊。现在换门胜率是?

  1. 2/3
  2. 1/3
  3. 1/2
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答案:C · 1/2

初选正确且主持人开出羊的概率是 1/3,初选错误且开出羊的概率是 (2/3)×(1/2)=1/3。条件化之后,两种情况各占一半。

知识点:信息机制

28. 抽走一颗红球

袋中三红两蓝,不放回抽两次。已知第一次抽到红球,第二次抽到红球的概率是?

  1. 2/5
  2. 1/2
  3. 3/5
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答案:B · 1/2

抽走一颗红球后剩下两红两蓝,下一次红球概率为 2/4。无放回抽样使两次结果相互依赖。

知识点:无放回抽样

29. 至少一红,是两红吗?

三红两蓝中随机抽两颗。已知至少一颗红球,两颗都是红球的概率是多少?

  1. 1/3
  2. 1/2
  3. 3/5
查看答案与解析

答案:A · 1/3

共有 10 种等可能的两球组合,只有 1 种是两蓝,符合条件的有 9 种。两红有 3 种,所以是 3/9。

知识点:条件样本空间

30. 红球来自哪只袋?

A 袋九红一蓝,B 袋一红九蓝。等概率选袋,随机抽出一颗红球。选到 A 袋的概率是?

  1. 50%
  2. 99%
  3. 90%
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答案:C · 90%

两个袋被选中的先验相同,抽红球概率分别为 0.9 与 0.1。后验为 0.9/(0.9+0.1)=90%。

知识点:更新信念

04 · 期望与风险

平均赚钱,为什么还会输?

31. 平均赚钱的抽奖

每次花 10 元,有 1% 概率拿到 2,000 元奖金,否则没奖金。平均每次净收益是多少?

  1. 亏 10 元
  2. 赚 10 元
  3. 赚 20 元
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答案:B · 赚 10 元

期望奖金是 0.01×2000=20 元,减去每次必须支付的 10 元,期望净收益为 10 元。期望不是最常发生的结果。

知识点:期望值

32. 只玩十次会怎样?

上一题独立玩十次,总成本 100 元。最终亏钱的概率约为?

  1. 90.4%
  2. 9.6%
  3. 不到 1%
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答案:A · 90.4%

只要中一次就赚钱,所以亏钱恰好是十次全不中:0.99¹⁰≈90.4%。少数人的大奖可以把平均收益拉正。

知识点:期望与胜率

33. 确定拿钱还是冒险?

A 保证获得 50 元;B 一半概率得 120 元,一半得 0 元。哪个期望更高?

  1. A 为 50 元,所以 A 更高
  2. 两个期望相同
  3. B 为 60 元,但不代表每个人都应选 B
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答案:C · B 为 60 元,但不代表每个人都应选 B

B 的期望为 60 元,比 A 高 10 元。实际选择还取决于风险承受能力和对确定收入的需求。

知识点:风险偏好

34. 人均一万元的奖金

十个人中九人获得 0 元,一人获得十万元。人均一万元最准确的解释是?

  1. 每个人大致都拿到了一万元
  2. 平均数正确,但不代表多数人的体验
  3. 因为九人没拿钱,所以平均数错误
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答案:B · 平均数正确,但不代表多数人的体验

总额除以人数确实是一万元,但中位数是零。平均数可以被少量极端值拉高。

知识点:均值与典型

35. 保险为什么值得买?

一年有 1% 概率损失十万元,保险费 1,500 元并全额赔付。买保险意味着?

  1. 期望支出更高,但消除了这笔大额损失风险
  2. 期望支出一定更低
  3. 因为期望更高,所以任何人买都不理性
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答案:A · 期望支出更高,但消除了这笔大额损失风险

不买的期望损失为 1,000 元,买的确定支出为 1,500 元。多付 500 元换取风险转移,是否值得与个人承受损失的能力有关。

知识点:风险转移

36. 多一条命有多大用?

三关各独立有 20% 概率失败。复活允许一次失败后直接继续(该关视为过关)。最终通关概率为?

  1. 51.2%
  2. 100%
  3. 89.6%
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答案:C · 89.6%

允许零次或一次失败:0.8³ + 3×0.2×0.8² = 0.896。不复活时是 0.8³=51.2%。这里的复活规则是跳过失败关。

知识点:二项概率

37. 换一种奖金规则

公平硬币抛两次。方案 A 每个正面给 10 元;方案 B 只有两次全正才给 40 元。哪种期望奖金更高?

  1. B 更高
  2. 两者都是 10 元
  3. A 更高
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答案:B · 两者都是 10 元

A 的期望是 2×0.5×10=10;B 是 0.25×40=10。相同期望可以对应完全不同的获奖概率和波动。

知识点:期望线性

38. 同样赚钱,不同风险

A 固定赢 10 元;B 一半赢 30 元,一半亏 10 元。两者关系是?

  1. 期望相同,B 的波动更大
  2. 期望与风险都一样
  3. B 的期望更高
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答案:A · 期望相同,B 的波动更大

B 的期望是 (30−10)/2=10 元,但它可能亏损。均值只描述分布的一个方面,不能取代风险信息。

知识点:方差

39. 涨跌各一半,回原点?

100 元先上涨 50%,再下跌 50%,最后剩下多少?

  1. 100 元
  2. 50 元
  3. 75 元
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答案:C · 75 元

100×1.5×0.5=75。涨跌的基数不同,百分比变化是相乘,不是简单相加。

知识点:复合增长

40. 翻倍下注能稳赢?

公平游戏输赢金额等于下注额。每输一次下次翻倍,赢了停止。在本金有限时,这能保证盈利吗?

  1. 能,只要第一注足够小
  2. 不能,连输会耗尽本金
  3. 能,因为迟早会赢
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答案:B · 不能,连输会耗尽本金

每次连续亏损都会迅速增加下一注需要的资金。有限本金无法承担任意长的连输;常见的小赢伴随小概率的大亏。

知识点:破产风险

05 · 样本与偏差

更多的数据,更近的真相?

41. 哪家医院波动更大?

每天出生 10 人与 100 人的医院,婴儿性别独立且男孩概率 50%。哪家更容易在一天出现至少 70% 男孩?

  1. 每天 10 人的小医院
  2. 每天 100 人的大医院
  3. 两者一样
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答案:A · 每天 10 人的小医院

小医院只需至少 7 个男孩,概率约 17.2%;大医院至少 70 个男孩,概率约 0.0039%。小样本比例更容易大幅波动。

知识点:样本量

42. 五星新店值得信吗?

A 店十条评价平均 5.0,B 店两千条平均 4.8。能确定真实服务水平谁更高吗?

  1. 一定是 A
  2. 一定是 B
  3. 不能,还要考虑不确定性和评价来源
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答案:C · 不能,还要考虑不确定性和评价来源

小样本高分可能含有较大随机波动。更多真实、独立、有代表性的评价通常更稳定,但数量本身不保证质量或消除刷评偏差。

知识点:估计不确定性

43. 十万份问卷就可靠?

健身 App 十万名活跃用户中 80% 每周运动三次。能推断全市居民也是 80% 吗?

  1. 能,样本越活跃越可靠
  2. 不能,样本可能不代表全市
  3. 能,十万人足够多
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答案:B · 不能,样本可能不代表全市

活跃用户可能更爱运动,回答者又可能有额外的自我选择。样本量很大也不能自动修复抽样方式造成的偏差。

知识点:选择偏差

44. 把样本扩大十倍呢?

仍只调查健身 App 活跃用户,把十万份答卷增加到一百万份,能消除选择偏差吗?

  1. 不能,招募机制没有改变
  2. 能,超过百万就无偏
  3. 能,所有误差都随样本量消失
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答案:A · 不能,招募机制没有改变

扩大样本可以减少随机误差,但无法自动覆盖系统性遗漏的人群。更精确地描述一个偏斜样本,不等于更准确地描述总体。

知识点:偏差与方差

45. 留下来的人都满意

公司只向仍在订阅的用户调查,95% 表示满意。能证明产品很少让人失望吗?

  1. 能,95% 已足够高
  2. 能,退订用户与产品无关
  3. 不能,不满意而退订的人被遗漏了
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答案:C · 不能,不满意而退订的人被遗漏了

调查条件筛掉了已经流失的用户,可能恰好遗漏最不满意的一群人。要描述所有用户,需要合理包含离开的人。

知识点:幸存者偏差

46. 飞机该加固哪里?

只观察返航飞机:机翼弹孔多,发动机弹孔少。仅凭这些数据,能认定机翼最需要加固吗?

  1. 能,发动机显然从不被击中
  2. 不能,还要考虑哪些中弹飞机没回来
  3. 能,哪里弹孔多就加固哪里
查看答案与解析

答案:B · 不能,还要考虑哪些中弹飞机没回来

数据只包含活着回来的飞机。发动机中弹的飞机可能更难返航,所以可见弹孔少并不等于危险小;还需结合损伤与生存机制。

知识点:幸存者偏差

47. 朋友为什么朋友多?

比较均匀随机选一个人,与随机选一条朋友关系再随机选一端,后者更容易抽到哪类人?

  1. 朋友多的人
  2. 朋友少的人
  3. 每个人机会都完全相同
查看答案与解析

答案:A · 朋友多的人

一个人有越多朋友关系,就出现在越多条边的端点上。沿关系抽样会按连接数加权,这就是友谊悖论背后的机制。

知识点:加权抽样

48. 顾客眼中的队伍

两条队伍分别有 1 人和 9 人。随机选一条队,平均长度为 5;随机选一位顾客,他所在队的平均长度是多少?

  1. 5 人
  2. 9 人
  3. 8.2 人
查看答案与解析

答案:C · 8.2 人

随机顾客有 1/10 概率在短队、9/10 在长队,所以是 0.1×1+0.9×9=8.2。长队包含更多顾客,因此更常被顾客样本看到。

知识点:长度偏差

49. 工作日上午打电话

只在工作日上午拨打家庭固定电话调查就业状况,哪种做法最能改善代表性?

  1. 只联系接听最快的人
  2. 调整抽样框与联系时段,覆盖被遗漏人群
  3. 同样时间再多打一万次
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答案:B · 调整抽样框与联系时段,覆盖被遗漏人群

在家且有固定电话的人不一定代表目标人群。增加同一种偏斜抽样的次数无法解决覆盖不足。

知识点:抽样框

50. 一千条数据有多大?

十个人各测 100 次心率,与一千个人各测一次,对估计人群差异来说信息相同吗?

  1. 不同,同一个人的重复测量通常相关
  2. 相同,因为都是一千条
  3. 前者一定更能代表人群
查看答案与解析

答案:A · 不同,同一个人的重复测量通常相关

重复测量能了解个人波动,却不能凭空增加独立个体的数量。有效信息取决于层级结构与相关性,不只是数据行数。

知识点:相关样本

06 · 平均数之外

一个数字,藏不住所有故事。

51. 平均工资像你吗?

九名员工月薪一万元,老板月薪 11 万元。平均数和中位数分别是多少?

  1. 平均与中位数都是 2 万
  2. 平均 1 万,中位数 2 万
  3. 平均 2 万,中位数 1 万
查看答案与解析

答案:C · 平均 2 万,中位数 1 万

总工资为 20 万元,除以十人得 2 万元。排序后中间两人都是一万元,所以中位数为一万元。

知识点:均值与中位数

52. 都是等十分钟

A 店总等十分钟;B 店一半不用等、一半等二十分钟。以下哪个说法正确?

  1. B 的平均等待更长
  2. 平均相同,但迟到风险可能不同
  3. 体验完全相同
查看答案与解析

答案:B · 平均相同,但迟到风险可能不同

两者平均都为十分钟,但波动不同。如果必须十五分钟内拿到餐,A 能满足,B 只有一半机会。

知识点:分布与决策

53. 平均七十分的两个班

一班人人 70 分,二班一半 40 分、一半 100 分。平均分能说明什么?

  1. 总体均值相同,但学生差异截然不同
  2. 学生水平分布完全相同
  3. 二班平均分更高
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答案:A · 总体均值相同,但学生差异截然不同

两班均值都是 70,但第一班没有离散程度,第二班两极分化。教学安排需要看到分布,而不仅是平均数。

知识点:离散程度

54. 一个极端值的威力

把 2、3、4、5、6 中的 6 改成 600,哪项变化正确?

  1. 均值与中位数都不变
  2. 中位数变成 600
  3. 均值从 4 变 122.8,中位数仍为 4
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答案:C · 均值从 4 变 122.8,中位数仍为 4

均值使用每个值的数值大小,因此容易受极端值影响。中位数主要由排序位置决定,这次仍是第三个值 4。

知识点:稳健统计

55. 平均速度不是六十?

去程十公里时速 30,回程十公里时速 90。全程平均速度是多少?

  1. 75 公里/小时
  2. 45 公里/小时
  3. 60 公里/小时
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答案:B · 45 公里/小时

总路程 20 公里,总时间 10/30+10/90=4/9 小时,平均速度为 45。慢速路段花了更多时间,不能简单平均两个速度。

知识点:调和平均

56. 转化率怎么合并?

周一十人访问两人购买,周二一千人访问一百人购买。两天总转化率约是多少?

  1. 10.1%
  2. 15%
  3. 20%
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答案:A · 10.1%

应把购买人数相加,再除以访问人数总和:102/1010≈10.1%。简单平均 20% 与 10% 会忽略样本量差异。

知识点:加权平均

57. 平均值为什么更稳?

从同一有限方差总体独立抽样,单个观测与 30 个观测的平均值,哪个通常波动更小?

  1. 单个观测
  2. 两者波动相同
  3. 30 个观测的平均值
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答案:C · 30 个观测的平均值

独立样本均值的方差是总体方差除以 n。正负随机波动在平均时部分抵消,因此平均值更稳定。

知识点:均值的方差

58. 偏斜收入也有钟形?

收入分布右偏但方差有限。重复抽取足够大的独立同分布样本,样本均值的分布会怎样?

  1. 每个样本的均值都完全相同
  2. 经过适当标准化,可近似正态
  3. 必定和原始收入一样偏斜
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答案:B · 经过适当标准化,可近似正态

中心极限定理针对样本均值的抽样分布,而不是把原始收入变成正态。近似质量取决于分布形状和样本大小。

知识点:中心极限定理

59. 误差减半要多少样本?

独立同分布、方差不变时,想把样本均值的标准误差减半,样本量需要怎样变?

  1. 变为四倍
  2. 变为两倍
  3. 变为一半
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答案:A · 变为四倍

标准误差为 σ/√n。要把分母变成两倍,需要让 n 变成四倍;提高精度往往越来越昂贵。

知识点:平方根规律

60. 冠军为什么退步?

真实水平稳定、每次成绩含独立随机波动。挑今年成绩最好的人,他们明年平均成绩可能下降,原因是?

  1. 得冠军必然让能力下降
  2. 明年的运气会刻意惩罚他们
  3. 今年的极端好成绩可能包含好运
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答案:C · 今年的极端好成绩可能包含好运

被选中的优秀成绩同时可能反映实力和正向噪声。下一次噪声不再被挑选为特别正向,成绩就可能更接近真实水平。

知识点:回归均值

07 · 不确定性

学会准确地说「我不确定」。

61. 95% 到底修饰什么?

反复抽样,用有效方法构造总体均值的 95% 置信区间。正确解释是?

  1. 真实均值 95% 的时间在区间里移动
  2. 长期约 95% 的区间覆盖固定真实均值
  3. 每个区间包含 95% 的个体
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答案:B · 长期约 95% 的区间覆盖固定真实均值

在频率学派设定中,真实参数固定,样本与区间随机。95% 描述这个方法在重复抽样中的长期覆盖率。

知识点:置信区间

62. 一百次恰好九十五次?

构造 100 个 95% 置信区间,是否保证恰好 95 个覆盖真实均值?

  1. 不保证,实际数量有随机波动
  2. 保证,否则方法错误
  3. 保证至少 95 个
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答案:A · 不保证,实际数量有随机波动

覆盖率是长期频率,不是对每一批实验的配额。100 个区间可能有 92 个、97 个或其他数量覆盖。

知识点:长期覆盖

63. 更有把握,反而更宽?

同一份数据、同一类双侧区间方法,99% 置信区间通常比 95% 的怎样?

  1. 更窄
  2. 必定一样
  3. 更宽
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答案:C · 更宽

更高覆盖率需要容纳更广的可能结果。确定程度与精度之间有取舍,不能同时无代价提高。

知识点:区间宽度

64. 四倍样本换什么?

同样的独立抽样条件,样本从 100 增至 400,均值置信区间宽度大约变为?

  1. 原来的两倍
  2. 原来的一半
  3. 原来的四分之一
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答案:B · 原来的一半

在方差相同的条件下,宽度随 1/√n 缩小。四倍样本使标准误差减半,所以宽度约减半。

知识点:样本与精度

65. 没发现就是不存在?

随机检查 100 件产品,没有发现次品。能断言总体次品率为零吗?

  1. 不能,低概率次品可能尚未抽到
  2. 能,100 件已足够证明
  3. 能,因为观测次品率为零
查看答案与解析

答案:A · 不能,低概率次品可能尚未抽到

样本中的零不等于总体中的零。例如次品率为 1% 时,独立查 100 件完全没发现次品的概率仍约 36.6%。

知识点:零事件

66. 三投全中就百发百中?

射手投篮三次全中,最合理的判断是?

  1. 真实命中率已证明为 100%
  2. 第四次一定会失手
  3. 观察命中率为 100%,但真实命中率仍不确定
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答案:C · 观察命中率为 100%,但真实命中率仍不确定

样本很小,许多不同的真实命中率都可能产生三次全中。需要更多有代表性的投篮来缩小不确定性。

知识点:小样本推断

67. 领先两点,稳赢吗?

随机民调 A 支持率 51%,B 为 49%。仅凭两个百分比能确定 A 在总体领先吗?

  1. 不能,所以 B 一定领先
  2. 不能,还需要样本量、设计和误差等信息
  3. 能,51 大于 49
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答案:B · 不能,还需要样本量、设计和误差等信息

观测差异可能受抽样误差和调查偏差影响。样本规模、抽样设计与未回应机制都会影响结论的把握。

知识点:估计误差

68. 区间重叠就没差异?

两组均值各自的 95% 置信区间部分重叠,能断定差异不显著吗?

  1. 不能,应分析两组之差的不确定性
  2. 能,任何重叠都不显著
  3. 不能,因为重叠就代表显著
查看答案与解析

答案:A · 不能,应分析两组之差的不确定性

单独的均值区间与均值差的区间不是同一个对象。差值的标准误差还与样本独立性或配对相关有关。

知识点:差值推断

69. 预测个体还是估计平均?

同样数据下,估计总体平均身高的区间与预测下一位随机个体身高的区间,通常哪个更宽?

  1. 估计平均的区间
  2. 必定一样
  3. 预测个体的区间
查看答案与解析

答案:C · 预测个体的区间

预测个体不仅要考虑均值估计的不确定性,还要考虑人群中的个体差异。平均值精确不代表每个人都接近平均。

知识点:预测区间

70. 一份数据怎么再抽样?

对现有样本有放回地重复抽样(bootstrap),能做到什么?

  1. 制造出真正独立的新受访者
  2. 估计某些统计量的不确定性,但不能修复原样本偏差
  3. 自动把偏斜样本变成代表性样本
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答案:B · 估计某些统计量的不确定性,但不能修复原样本偏差

Bootstrap 用经验分布近似总体来评估抽样波动,依赖适用条件。它不能找回从未进入样本的人群,也不适合无条件忽略数据相关性。

知识点:自助法

08 · 实验与检验

发现效果,也可能只是运气。

71. 二十次测试的惊喜

20 个实际无效的方案,每个独立测试误报率 5%。至少一次误报概率约为?

  1. 64.2%
  2. 5%
  3. 35%
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答案:A · 64.2%

全部不误报的概率为 0.95²⁰,约 35.8%。至少一次误报为其补集,约 64.2%。

知识点:多重检验

72. 只展示最漂亮的指标

测试二十项指标,只公布唯一改善的一项,主要风险是什么?

  1. 没有风险,改善就是真的
  2. 只要指标有名字就可信
  3. 选择性报告让偶然改善显得更可信
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答案:C · 选择性报告让偶然改善显得更可信

读者看不到尝试次数,容易把从众多结果中挑出的极端值当成事先指定的发现。应区分探索与验证,并透明呈现测试范围。

知识点:选择性报告

73. 显著了就停止?

每天用固定样本量设计的 5% 检验检查一次,首次显著就停。整体误报率还能保证 5% 吗?

  1. 能,看得越勤误报越低
  2. 不能,应使用适当的序贯方法或预定停止规则
  3. 能,每天都是 5%
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答案:B · 不能,应使用适当的序贯方法或预定停止规则

反复查看并按结果停止,改变了检验过程。为固定终点校准的阈值不一定适用于这种规则。

知识点:可选停止

74. p = 0.03 是什么意思?

一个有效检验得到 p=0.03,正确解释更接近?

  1. 在原假设和模型假设下,观察到至少这么极端数据的概率为 3%
  2. 原假设为真的概率为 3%
  3. 新方案有 97% 概率有效
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答案:A · 在原假设和模型假设下,观察到至少这么极端数据的概率为 3%

p 值是在假定原假设成立时,对数据极端程度的度量,不是原假设为真的后验概率,也不是效果大小。

知识点:p 值

75. 没显著就是一样?

A/B 实验未发现显著差异,能证明两版本效果完全相同吗?

  1. 能,未显著等于完全相同
  2. 能,只要 p 大于 0.05
  3. 不能,可能只是证据不足
查看答案与解析

答案:C · 不能,可能只是证据不足

小样本或高噪声可能掩盖真实差异。若要支持实际等效,需要预先定义等效范围并用相应分析。

知识点:证据不足

76. 显著就值得上线吗?

超大样本发现转化率从 10% 到 10.01%,统计显著。最合理的决策依据是?

  1. 这么小的变化绝不可能显著
  2. 还要看实际收益、成本和副作用
  3. 只要显著就必须上线
查看答案与解析

答案:B · 还要看实际收益、成本和副作用

统计显著反映数据与假设的关系,实际价值取决于效应大小、规模、成本与风险。大样本可以识别很小的差异。

知识点:实际显著性

77. 真有效却没测出来?

方案真实效果很小,小样本实验可能未显著,这是为什么?

  1. 检验功效不足,噪声可能掩盖小效果
  2. 真实有效就一定显著
  3. 因为随机化会消除效果
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答案:A · 检验功效不足,噪声可能掩盖小效果

检验功效是存在特定真实效果时,检验发现它的概率。样本、噪声、阈值与效果大小共同影响功效。

知识点:检验功效

78. 阈值越严越好吗?

其他条件与检验方法相同,把显著性阈值从 5% 降至 1%,通常意味着?

  1. 误报与漏报同时必然减少
  2. 误报增加,漏报减少
  3. 误报减少,但漏掉真实效果的概率可能增加
查看答案与解析

答案:C · 误报减少,但漏掉真实效果的概率可能增加

更严格的拒绝标准降低第一类错误,同时往往降低功效。提高可靠性有时需要增加样本,而不只是降低阈值。

知识点:两类错误

79. 冠军版本怎么变弱了?

一百个版本真实效果相同,选测试中转化率最高者上线。它之后的表现为何容易下降?

  1. 说明原测试必定造假
  2. 最高值可能带有较大的正向随机误差
  3. 用户会自动惩罚冠军
查看答案与解析

答案:B · 最高值可能带有较大的正向随机误差

按观测结果选冠军,也会选中好运。新数据的噪声未经过这种挑选,因此结果往往向真实水平回归。

知识点:赢家诅咒

80. 换一批人再测

探索很多版本后,选一个用独立新样本验证。主要价值是什么?

  1. 检验探索中发现的效果能否在新数据复现
  2. 保证任何方案都有效
  3. 让探索中所有 p 值自动正确
查看答案与解析

答案:A · 检验探索中发现的效果能否在新数据复现

独立验证能减少在同一数据上反复挑选与过拟合造成的乐观偏差。验证仍需适当的设计和样本量。

知识点:独立验证

09 · 相关与因果

同时发生,不代表互为因果。

81. 冰淇淋导致溺水?

冰淇淋销量高的日子溺水也更多,哪种解释必须考虑?

  1. 冰淇淋必然导致溺水
  2. 存在相关就排除了其他原因
  3. 炎热天气可能同时增加两者
查看答案与解析

答案:C · 炎热天气可能同时增加两者

温度是可能的共同原因:热天更多人吃冰淇淋,也更多人游泳。观察到相关本身不足以识别因果。

知识点:混杂因素

82. 消防员让损失增加?

消防员越多的火灾,财产损失往往越大。这能证明消防员造成损失吗?

  1. 能,只要样本足够多
  2. 不能,火灾严重程度可能同时影响两者
  3. 能,人数与损失正相关
查看答案与解析

答案:B · 不能,火灾严重程度可能同时影响两者

更严重的火灾会召集更多消防员,也更容易造成损失。应考虑因果方向与共同原因。

知识点:共同原因

83. 手环让人更健康?

戴运动手环的人平均更健康,能单凭观察认定手环改善健康吗?

  1. 不能,本来更重视健康的人可能更爱买手环
  2. 能,相关就是效果
  3. 能,只需把样本扩大
查看答案与解析

答案:A · 不能,本来更重视健康的人可能更爱买手环

购买行为不是随机分配的。健康意识、收入与既有运动习惯等,都可能影响购买和健康结果。

知识点:自我选择

84. 补课导致低分?

补课学生平均成绩低于不补课的学生,能认定补课有害吗?

  1. 能,均值已说明因果
  2. 能,样本里每个人都是真实的
  3. 不能,基础较弱的学生可能更容易去补课
查看答案与解析

答案:C · 不能,基础较弱的学生可能更容易去补课

需要考虑补课前的基础与选择机制。治疗或帮助经常被提供给更需要的人,简单横向比较会混淆原因与结果。

知识点:选择机制

85. 医院排行榜可信吗?

A:轻症 81/90、重症 2/10 治愈;B:轻症 9/10、重症 18/90 治愈。总体治愈率谁高?

  1. B 高于 A
  2. A 为 83%,B 为 27%
  3. 两者完全一样
查看答案与解析

答案:B · A 为 83%,B 为 27%

两种疗法在各病情组内治愈率相同,分别为 90% 和 20%。A 轻症更多,因此加权后的总体率更高,不能据此认定疗法更有效。

知识点:构成差异

86. 分组赢,总体却输?

A:轻症 9/10、重症 27/90;B:轻症 72/90、重症 2/10。哪个结论正确?

  1. A 两组都更高,但总体 B 更高
  2. A 两组与总体都更高
  3. B 两组与总体都更高
查看答案与解析

答案:A · A 两组都更高,但总体 B 更高

A 的组内率是 90%、30%,B 是 80%、20%;总体 A=36%,B=74%。两边轻重症权重不同,可以使总体方向反转。

知识点:辛普森悖论

87. 换首页后销量上涨

首页改版后销量增加 20%,恰逢节假日。怎样更有把握评估改版效果?

  1. 只比较改版前后总量
  2. 只采访喜欢新版的用户
  3. 同期随机分配用户看到新旧首页并比较
查看答案与解析

答案:C · 同期随机分配用户看到新旧首页并比较

同期随机对照能减少时间趋势与用户构成对比较的影响。还应关注分配单位、干扰、指标和样本量。

知识点:随机对照

88. 零相关就是没关系?

X 均匀分布在 −1 到 1,Y=X²。两者线性相关系数为零,说明什么?

  1. Y 不随 X 改变
  2. 无线性相关,但存在确定的非线性关系
  3. 完全独立
查看答案与解析

答案:B · 无线性相关,但存在确定的非线性关系

X 的对称性使线性协方差为零,但知道 X 就完全知道 Y。相关系数通常只衡量线性关系。

知识点:非线性关系

89. 总体趋势反过来了

每个年龄组内,运动更多者医疗支出更低;总体却更高。这可能是因为?

  1. 运动多的人群中高龄者占比更高
  2. 组内趋势绝不可能与总体不同
  3. 必定是计算错误
查看答案与解析

答案:A · 运动多的人群中高龄者占比更高

年龄同时关联运动分布与医疗开支时,构成差异可以扭转总体关联。需要分层或用适当方法调整混杂。

知识点:分层分析

90. 学生自己选实验组

测试学习方法时,自愿选择与随机分组相比有什么问题?

  1. 没有问题,自愿就是随机
  2. 随机分组保证每次所有特征完全相同
  3. 动机与基础差异可能混入方法效果
查看答案与解析

答案:C · 动机与基础差异可能混入方法效果

随机化使分配机制在概率上不依赖既有特征;自选可能带来系统差异。随机化也不保证有限样本每个特征恰好平衡。

知识点:随机化

10 · 日常决策

把概率,变成生活里的判断力。

91. 每天都报 70% 下雨

一百天每天都报 70% 下雨,实际七十天下雨。能说明什么?

  1. 已证明在所有天气条件下都准确
  2. 这组数据的总体频率匹配预报,但不说明能区分哪天会下雨
  3. 每一天都预测正确
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答案:B · 这组数据的总体频率匹配预报,但不说明能区分哪天会下雨

校准关注预测概率与发生频率是否匹配,区分能力关注能否给更可能下雨的日子更高概率。这是不同维度。

知识点:概率校准

92. 九成下雨却没下

昨天预报 90% 下雨,结果没下。仅凭这一天能判定预报差吗?

  1. 不能,10% 的未发生本来就被允许
  2. 能,90% 就应保证下雨
  3. 不能,因为概率预报永远无法评价
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答案:A · 不能,10% 的未发生本来就被允许

概率预报允许非零概率的其他结果,单次结果不足以完整评价质量。长期可用校准、Brier 分数等方式评价。

知识点:概率与结果

93. 准确率 99% 的警报器

故障率为 1%,系统永远预测无故障,准确率 99%。它的故障识别能力如何?

  1. 非常好,99% 已足够
  2. 每百次能识别 99 次故障
  3. 识别不出任何故障,召回率为零
查看答案与解析

答案:C · 识别不出任何故障,召回率为零

类别极度不平衡时,准确率容易掩盖完全漏掉少数事件的问题。应结合召回率、精确率与错误成本。

知识点:类别不平衡

94. 今天到底带不带伞

下雨概率 30%,带伞麻烦成本 2 分;不带且淋雨损失 10 分,其他损失为零。按期望损失应如何选择?

  1. 两种损失相同
  2. 带伞,损失 2 小于不带的期望损失 3
  3. 不带,因为下雨不到一半
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答案:B · 带伞,损失 2 小于不带的期望损失 3

不带伞的期望损失为 0.3×10=3,带伞固定损失为 2。决策阈值来自错误代价,不必是 50%。

知识点:期望损失

95. 蛋糕做多少个

蛋糕成本 10 元、售价 20 元,剩余报废。需求为十个或二十个,各一半概率。做 10、15、20 个,哪个期望利润最高?

  1. 三者相同,但风险不同
  2. 做 20 个最高
  3. 做 10 个最高
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答案:A · 三者相同,但风险不同

做十个利润恒为 100;做十五个利润为 50 或 150;做二十个为 0 或 200。三者期望都是 100 元,波动却不同。

知识点:库存决策

96. 查多少件才有把握

每件产品独立有 1% 概率次品。至少 95% 的概率发现一个次品,最少需检查约多少件?

  1. 95 件
  2. 100 件
  3. 299 件
查看答案与解析

答案:C · 299 件

要求 1−0.99ⁿ≥0.95,即 n≥ln(0.05)/ln(0.99)≈298.07,取整数 299。高把握发现稀有事件需要较多样本。

知识点:发现概率

97. 老店还是新店

熟悉餐厅稳定,新店质量未知。只吃一顿与未来还会吃一百顿相比,尝试新店的价值可能如何变化?

  1. 一定每次都应选新店
  2. 长期情境中,探索获得的信息可能更有价值
  3. 未来用餐次数与信息价值无关
查看答案与解析

答案:B · 长期情境中,探索获得的信息可能更有价值

探索有当下成本,也可能改善未来很多次决策。是否值得取决于不确定性、可能收益、探索成本与剩余决策次数。

知识点:探索与利用

98. 更快还是更稳

A 路线恒为 30 分钟;B 以 80% 概率 20 分钟、20% 概率 60 分钟。必须 40 分钟内到达,哪个判断正确?

  1. B 平均更快,但 A 的准时概率更高
  2. B 平均更快也一定更准时
  3. A 平均更快
查看答案与解析

答案:A · B 平均更快,但 A 的准时概率更高

B 平均时间为 28 分钟,小于 A 的 30;但 B 准时率为 80%,A 为 100%。优化平均与避免迟到是不同目标。

知识点:尾部风险

99. 十次全中的主播

某主播预测十次全对。只事先观察这一个,与从十万名主播中事后挑出他,证据一样强吗?

  1. 一样,都只是十次全对
  2. 十万名里挑出的更能证明实力
  3. 不一样,事后挑选更容易选中幸运者
查看答案与解析

答案:C · 不一样,事后挑选更容易选中幸运者

如果每人只是独立猜测,指定一个人全对概率为 1/1024;在很多人中寻找全对者则很常见。筛选过程改变了证据的含义。

知识点:多重比较

100. 设计一次公平验证

有人声称能预测公平硬币。哪种验证方式更可靠?

  1. 允许看到结果后修改预测
  2. 预定测试次数和成功标准,事先记录预测并公开全部结果
  3. 一直试,直到出现十连中再公布
查看答案与解析

答案:B · 预定测试次数和成功标准,事先记录预测并公开全部结果

预先明确规则、先记录预测、避免选择性停止和报告,有助于区分运气与可重复能力。成功阈值还需按容许误报率校准。

知识点:实验设计

进一步阅读

以下资料可用于继续学习相关概念。本站题目与模拟为独立编写,未复制这些教材的习题或代码。

模拟只是对指定模型的实验。有限次数的观察频率与理论概率存在差异;练习记录也不是标准化能力测评。