连续性校正计算器

使用正态分布近似二项概率,并正确应用半单位边界校正。

二项分布的正态近似
输入二项分布模型和事件边界,计算经过连续性校正的概率。

关于连续性校正

二项随机变量统计成功次数,因此只能取整数值。正态随机变量是连续的,可取数轴上的任意值。使用正态曲线近似二项分布时,连续性校正会将每个离散边界移动半个单位。这一微小调整使连续曲线下的面积更贴近离散分布各概率条柱所代表的概率。 例如,成功次数至多为 20 时,校正后的正态边界是 20.5,因为以 20 为中心的二项概率条柱从 19.5 延伸至 20.5。成功次数至少为 20 时,下边界变为 19.5。恰好 20 次对应 19.5 至 20.5 的区间,而包含端点的 20 至 30 次事件使用 19.5 和 30.5 作为边界。计算器会先自动应用这些规则,再将各有限边界标准化为 z 分数。 用于近似的正态分布,其均值为 n 乘以 p,标准差为 n 乘以 p 乘以一减 p 后的平方根。校正后,每个边界减去均值再除以标准差,即得到相应 z 分数。所求概率是这些 z 分数之间的面积。单侧事件使用剩余的整个尾部,因此只需要一个有限的校正边界。 当期望成功次数 n 乘以 p 和期望失败次数 n 乘以一减 p 都至少为 5 时,正态近似通常最有用。有些课程和分析人员采用更保守的阈值 10。如果任一次数较小,二项分布可能明显偏斜,精确二项计算更稳妥。当 p 恰好为零或一时,标准差为零,正态近似也无定义。 连续性校正对中等样本量以及接近决策边界的概率影响最大。随着试验次数增加,其影响通常减小,但它仍是改进手工正态近似的可靠方法。可利用显示的均值、标准差和概率检查作业、规划分析,或将近似结果与统计软件进行比较。

连续性校正示例

以下示例说明计算正态概率前,离散事件边界如何移动。

二项事件校正后边界说明
n = 100,p = 0.5,X 至多为 55X 小于 55.5;概率 0.864334包含对应 55 的概率条柱上边缘。
n = 50,p = 0.4,X 至少为 20X 大于 19.5;概率 0.557469下边界下移,以完整包含 20 对应的概率条柱。
n = 80,p = 0.25,X 恰好为 2019.5 小于 X,X 小于 20.5一个离散概率条柱变为宽度为一个单位的连续区间。

如何使用连续性校正计算器

  1. 输入独立二项试验的次数以及每次试验的成功概率。
  2. 选择事件是至多、至少、恰好某次数,还是介于两个成功次数之间。
  3. 输入目标次数;对于区间事件,还需输入包含端点的上限次数。
  4. 选择“计算概率”,查看校正后的正态概率、均值和标准差。

连续性校正常见问题

为什么需要连续性校正?

二项计数是离散的,而正态模型是连续的。将包含端点的边界移动半个单位,可使正态面积与完整的概率条柱对应。

什么时候适合使用正态近似?

期望成功次数和失败次数都足够大时可使用,通常要求至少为 5 或 10。次数很少或分布高度偏斜时,应计算精确二项概率。

应该加上还是减去 0.5?

包含端点的上边界增加 0.5,下边界减少 0.5。恰好某次数的事件同时使用两种调整,形成宽度为一个单位的区间。

p 可以等于零或一吗?

这些值表示确定性结果,标准差为零。因此正态近似无定义,但精确二项结果可以直接确定。

校正后的结果是精确值吗?

不是,它仍是基于正态分布的近似。连续性校正通常能改善近似效果,但不能替代精确二项计算。