骰子平均值计算器
计算任意数量相同公平骰子的期望平均值、方差、标准差及总点数范围。
计算掷骰统计量
输入掷出的骰子数量,以及每颗骰子上等概率出现的面数。
关于骰子平均值与期望值
公平骰子的平均值就是其期望值,即大量独立投掷结果的长期平均。对于面值从 1 到 s 且各面等概率的骰子,将所有面值相加再除以 s,等差数列可化简为 (s + 1) / 2。投掷 n 颗相同骰子时,期望值可以相加,因此总点数的期望为 n(s + 1) / 2。所以两颗标准六面骰子的平均总点数是 7,尽管任何一颗都不可能掷出 3.5。
期望值并不是说每次投掷都会得到平均数,而是概率分布的平衡点。接近中心的总点数通常比极端值有更多组合方式。对于两颗六面骰子,7 有六种组合,而 2 和 12 各只有一种。随着独立骰子数量增加,总点数更集中在均值附近,分布呈现钟形。
方差衡量结果与期望值之间距离平方的平均值。单颗公平 s 面骰子的方差为 (s² - 1) / 12。独立骰子的方差可相加,因此 n 颗相同骰子的方差为 n(s² - 1) / 12。标准差是方差的平方根,以与总点数相同的单位表示典型波动。骰子越多,绝对标准差越大,但它仅随 n 的平方根增长,而均值随 n 线性增长,因此相对波动会减小。
最小可能总点数是 n,因为每颗骰子都可能为 1;最大值是 ns,因为每颗都可能掷出最高面值。本计算器假设骰子面值为从 1 开始的连续整数、各面等概率且投掷相互独立。偏置骰子、自定义面值、重掷规则、爆骰、优势机制、舍弃结果或修正值都需要不同的概率模型。
骰子平均值适用于桌游设计、期望伤害分析、模拟核对、课堂概率练习,以及不同随机系统的比较。但它本身不能给出每个总点数的概率。两组骰子可能期望值相同,范围和离散程度却不同,因而结果集中在平均值附近的稳定性也不同。在判断两种机制是否相似前,应同时比较期望值、方差、标准差、最小值和最大值。若需要精确的目标概率,应枚举可能结果或对其进行卷积,而不能只依赖均值。
骰子平均值示例
| 骰子组合 | 期望平均值 | 范围与波动 |
|---|---|---|
| 2d6 | 7 | 总点数范围为 2 至 12,方差为 35/6。 |
| 3d8 | 13.5 | 总点数范围为 3 至 24,方差为 15.75。 |
| 1d20 | 10.5 | 单颗二十面骰子的点数范围为 1 至 20。 |
如何计算骰子平均值
- 输入本次投掷中相同公平骰子的数量。
- 输入每颗骰子连续编号的面数。
- 选择“计算骰子平均值”,求出期望总点数及波动。
- 评估骰子组合时,将平均值与最小值、最大值、方差和标准差一起比较。
骰子平均值常见问题
为什么 d6 的平均值是 3.5?
将六个等概率面值相加再除以六:21 / 6 = 3.5。虽然每次投掷都是整数,期望值仍可以是小数。
2d6 的平均值是多少?
每颗 d6 的期望值为 3.5,因此两颗独立骰子的平均总点数为 7。7 也是最可能出现的单个总点数。
增加骰子会降低随机性吗?
绝对波动会增大,但相对于不断增长的均值,结果会更加集中。因此,以期望总点数的百分比衡量时,大量骰子的结果更可预测。
可以用这个计算器分析偏置骰子吗?
不可以。公式假设各面等概率且投掷独立。偏置骰子需要各面的概率,并通过加权计算期望值。
修正值如何改变平均值?
固定修正值会让期望值、最小值和最大值平移相同数值,但不会改变方差或标准差,因为随机波动保持不变。