二項分布計算器

計算二項分布的精確機率、累積機率、平均數與變異數。

二項機率
輸入試驗次數、每次試驗的成功機率與目標成功次數。

關於二項分布

二項分布用來描述固定次數的獨立試驗中成功次數的分布。每次試驗必須有兩種相關結果,通常稱為成功與失敗,且每次成功機率必須相同。參數n是試驗次數,p是單次試驗的成功機率。隨機變數計算成功發生的次數,因此可能值為零到n的整數。 恰好成功k次的機率,等於二項係數「n取k」乘以p的k次方,再乘以一減p的n減k次方。該係數計算k次成功可能出現的不同排列順序。計算器除計算此精確機率,也提供兩種累積結果。「至多k次」加總零到k次的機率;「至少k次」加總k到n次的機率,此處透過少於k次成功的補事件計算。這些累積機率可回答僅靠精確機率無法處理的門檻問題。 分布的平均數為n乘以p,代表整個實驗重複多次後成功次數的長期平均。變異數為n乘以p再乘以一減p,標準差則是變異數的平方根。平均數不一定是可能出現的整數結果;它描述分布的中心,而不是保證出現的次數。p接近二分之一時分散程度最大,接近零或一時則較小。 常見應用包含擲硬幣、製造缺陷計數、問卷回覆、轉換、通過或不通過的測驗,以及治療結果。使用前請仔細檢查假設:試驗應相互獨立,次數須預先固定,且每次成功機率一致。從較小母體進行不放回抽樣可能違反獨立性,通常更適合以超幾何分布建模。機率會變動的事件也需要其他模型。請將p輸入為零到一的小數,例如25%輸入0.25。單一成功次數使用精確機率,上限問題使用「至多」機率,達到或超過目標則使用「至少」機率。

二項分布範例

這些範例使用成功機率固定的獨立試驗。

參數 (n, p, k)部分結果情境
10, 0.5, 5P(X = 5) = 0.24609375擲十次公平硬幣,恰好五次正面朝上。
20, 0.1, 2P(X = 2) = 0.28517981每個項目的標記率為10%時,恰好兩個項目被標記。
5, 0.8, 4P(X = 4) = 0.4096五次高成功機率試驗中,恰好成功四次。

如何計算二項機率

  1. 輸入固定的獨立試驗次數。
  2. 以零到一的小數輸入每次試驗的成功機率。
  3. 輸入目標成功次數,須為零到試驗總次數之間的整數。
  4. 選取「計算二項機率」,比較精確與累積結果。

常見問題

什麼時候適合使用二項模型?

適合次數固定、相互獨立、只有兩種結果且成功機率固定的試驗。若假設不成立,其他機率模型可能更準確。

精確機率與累積機率有何不同?

精確機率對應某一個成功次數。累積機率則合併一段次數範圍,例如所有小於或等於某個門檻的結果。

應該輸入百分比機率嗎?

請輸入零到一的小數。例如成功機率為35%時,輸入0.35。

平均數可以是小數嗎?

可以。平均數是預期的長期平均,不一定是單次可出現的結果。實際成功次數一定是整數。

如果試驗並非獨立怎麼辦?

相依性會改變分布,因為一次結果可能影響另一次。不放回抽樣可能需要改用超幾何模型。