Calculateur de loi binomiale négative

Calculez les probabilités exactes et cumulées des échecs avant un nombre choisi de succès dans des épreuves de Bernoulli indépendantes.

Probabilité binomiale négative
Saisissez le nombre de succès visé, la probabilité par épreuve et les échecs observés.

À propos de la loi binomiale négative

La loi binomiale négative décrit le nombre d'échecs survenant avant d'atteindre un nombre fixé de succès dans une suite d'épreuves indépendantes. Chaque épreuve n'a que deux issues, appelées par convention succès et échec, et la probabilité de succès reste constante. Ce calculateur utilise r pour le nombre de succès requis, p pour la probabilité de succès à chaque épreuve et k pour le nombre d'échecs observés avant le r-ième succès. Cette définition est courante en cours de probabilités, en contrôle qualité, en études de fiabilité, en épidémiologie et en modélisation de données de comptage. La probabilité exacte est donnée par la fonction de masse C(k + r - 1, k) multipliée par p à la puissance r puis par (1 - p) à la puissance k. Le coefficient combinatoire compte les arrangements possibles des succès et échecs précédents, en imposant que la dernière épreuve soit le succès visé. Le calculateur additionne aussi la fonction de masse de zéro à k pour afficher P(X <= k), puis soustrait cette valeur cumulée de un pour afficher P(X > k). Ces valeurs répondent aux questions « exactement », « au plus » et « plus de » sans calculs séparés. Le nombre d'échecs attendu est r(1 - p) / p, et la variance est r(1 - p) / p². Une probabilité de succès plus élevée rapproche généralement la distribution de zéro échec et réduit sa dispersion. Un nombre de succès visé plus grand augmente à la fois le nombre attendu d'échecs et la variance. Lorsque p vaut un, toutes les épreuves réussissent : zéro échec a une probabilité de un, et la moyenne comme la variance sont nulles. Utilisez des entiers pour r et k, car ce sont des dénombrements. Saisissez p sous forme décimale entre zéro et un, par exemple 0.35 pour une probabilité de 35 pour cent. Le modèle standard suppose des épreuves indépendantes et identiquement distribuées. Si les probabilités changent d'une épreuve à l'autre, si les résultats s'influencent ou si le processus s'arrête pour une autre raison, un autre modèle peut être préférable. Certains manuels définissent aussi la variable binomiale négative comme le nombre total d'épreuves plutôt que d'échecs. Dans cette convention, le total vaut k + r ; la probabilité reste inchangée après une conversion correcte des variables.

Exemples de loi binomiale négative

Ces exemples comptent les échecs avant le succès visé.

DonnéesRésultatInterprétation
r = 3, p = 0.5, k = 2P(X = 2) = 0.1875La probabilité d'exactement deux échecs avant le troisième succès est de 18.75%.
r = 2, p = 0.5, k = 0P(X = 0) = 0.25Deux succès immédiats ont une probabilité de 0.5 au carré.
r = 1, p = 0.25, k = 3P(X = 3) = 0.10546875Ce cas particulier géométrique mesure trois échecs avant le premier succès.

Comment utiliser le calculateur

  1. Saisissez le nombre entier positif de succès nécessaires pour arrêter l'expérience.
  2. Saisissez la probabilité constante de succès d'une épreuve sous forme décimale, strictement supérieure à zéro et au plus égale à un.
  3. Saisissez le nombre entier positif ou nul d'échecs à évaluer.
  4. Sélectionnez Calculer pour afficher la probabilité exacte, les probabilités cumulées de queue, la moyenne et la variance.

Questions fréquentes sur la loi binomiale négative

Que mesure la loi binomiale négative ?

Elle mesure le nombre d'échecs avant un nombre donné de succès. Elle suppose des épreuves indépendantes ayant la même probabilité de succès.

Quelle différence avec la loi binomiale ?

Une expérience binomiale fixe le nombre d'épreuves et compte les succès. Une expérience binomiale négative fixe le nombre de succès et compte les échecs ou les épreuves jusqu'à cet objectif.

Y a-t-il un lien avec la loi géométrique ?

Oui. La loi géométrique est une loi binomiale négative avec un seul succès requis : elle compte les échecs avant le premier succès.

Peut-on saisir la probabilité de succès en pourcentage ?

Saisissez-la sous forme décimale, pas en pourcentage. Par exemple, utilisez 0.4 pour une probabilité de succès de 40 pour cent.

Pourquoi les succès et les échecs doivent-ils être des entiers ?

Ce sont des nombres d'issues discrètes ; les fractions n'ont donc pas de sens dans ce modèle. Le calculateur refuse les nombres négatifs ou non entiers.