음이항분포 계산기
독립적인 베르누이 시행에서 지정한 성공 횟수에 도달하기 전 실패 횟수의 정확 확률과 누적 확률을 계산하세요.
음이항분포 확률
목표 성공 횟수, 시행당 성공 확률, 관측된 실패 횟수를 입력하세요.
음이항분포란
음이항분포는 독립적인 시행을 반복하여 정해진 성공 횟수에 도달하기 전까지 발생하는 실패 횟수를 나타냅니다. 각 시행에는 관례적으로 성공과 실패라고 부르는 두 결과만 있으며 성공 확률은 일정합니다. 이 계산기에서 r은 필요한 성공 횟수, p는 각 시행의 성공 확률, k는 r번째 성공 전까지 관측된 실패 횟수입니다. 이러한 정의는 확률 수업, 품질 관리, 신뢰성 연구, 역학 및 계수 자료 모델링에 널리 쓰입니다.
정확 확률은 확률질량함수 C(k + r - 1, k)에 p의 r제곱과 (1 - p)의 k제곱을 곱하여 구합니다. 조합 항은 마지막 시행이 목표 성공이어야 한다는 조건 아래, 이전 성공과 실패가 배열되는 경우의 수를 셉니다. 계산기는 영부터 k까지 확률질량함수를 합하여 P(X <= k)를 표시하고, 일에서 그 누적값을 빼서 P(X > k)를 표시합니다. 이를 통해 '정확히', '이하', '초과'에 관한 질문에 별도 계산 없이 답할 수 있습니다.
기대 실패 횟수는 r(1 - p) / p이고 분산은 r(1 - p) / p²입니다. 성공 확률이 높을수록 분포는 대체로 실패 영 회 쪽으로 이동하고 퍼짐도 줄어듭니다. 목표 성공 횟수가 커지면 기대 실패 횟수와 분산이 모두 증가합니다. p가 일이면 모든 시행이 성공하므로 실패가 없을 확률은 일이고 평균과 분산은 모두 영입니다.
r과 k는 횟수를 세므로 정수로 입력하세요. p는 영과 일 사이 소수로 입력하며, 예를 들어 35% 확률은 0.35입니다. 표준 모델을 적용하려면 시행이 독립이고 동일한 분포를 따라야 합니다. 시행마다 확률이 바뀌거나 결과가 서로 영향을 주거나 다른 이유로 과정이 종료된다면 다른 모델이 더 적합할 수 있습니다. 일부 교재는 음이항 확률변수를 실패 횟수가 아니라 총 시행 횟수로 정의합니다. 이 정의에서는 총 시행 횟수가 k + r이며 변수를 올바르게 변환하면 확률 자체는 변하지 않습니다.
음이항분포 예시
다음 예시는 목표 성공까지의 실패 횟수를 사용합니다.
| 입력값 | 결과 | 해석 |
|---|---|---|
| r = 3, p = 0.5, k = 2 | P(X = 2) = 0.1875 | 세 번째 성공 전에 정확히 두 번 실패할 확률은 18.75%입니다. |
| r = 2, p = 0.5, k = 0 | P(X = 0) = 0.25 | 처음부터 두 번 연속 성공할 확률은 0.5의 제곱입니다. |
| r = 1, p = 0.25, k = 3 | P(X = 3) = 0.10546875 | 기하분포인 이 특수한 경우는 첫 성공 전 세 번 실패할 확률을 구합니다. |
계산기 사용 방법
- 실험을 종료하는 데 필요한 성공 횟수를 양의 정수로 입력하세요.
- 시행당 일정한 성공 확률을 영보다 크고 일 이하인 소수로 입력하세요.
- 평가할 실패 횟수를 음이 아닌 정수로 입력하세요.
- 계산을 선택하여 정확 확률, 누적 및 꼬리 확률, 평균과 분산을 확인하세요.
음이항분포 자주 묻는 질문
음이항분포는 무엇을 측정하나요?
지정한 성공 횟수에 도달하기 전 실패 횟수를 측정합니다. 시행이 독립이고 성공 확률이 같다고 가정합니다.
이항분포와 어떻게 다른가요?
이항 실험은 시행 횟수를 고정하고 성공 횟수를 셉니다. 음이항 실험은 성공 횟수를 고정하고 목표에 도달할 때까지 실패 횟수나 시행 횟수를 셉니다.
기하분포와 관련이 있나요?
네. 기하분포는 필요한 성공이 한 번인 음이항분포이므로 첫 성공 전까지의 실패 횟수를 셉니다.
성공 확률을 백분율로 입력해도 되나요?
백분율이 아닌 소수로 입력하세요. 예를 들어 성공 확률이 40%이면 0.4를 사용하세요.
성공과 실패 횟수는 왜 정수여야 하나요?
이산적인 시행 결과의 개수이므로 이 모델에서는 분수 값에 의미가 없습니다. 계산기는 음수나 정수가 아닌 횟수를 허용하지 않습니다.