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🎲 Binomial Confidence Interval 計算機

專業免費的 Binomial Confidence Interval 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
30.94%–49.8% 真實比例的信賴區間
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是二項分布信賴區間?

當你在 n 次試驗中觀察到 x 次成功時,樣本比例 \hat{p} = x/n 即是對真實成功機率的估計值。信賴區間則提供一個「很可能包含真實比例」的範圍。本計算器採用 Wilson Score(威爾遜分數)區間,相較於傳統的 Wald 法(常態近似法)更為精確,尤其在樣本數較小、或比例接近 0 或 1 時表現更佳。

使用方法

輸入成功次數、試驗總次數,並選擇所需的信賴水準(90%、95% 或 99%)。計算器會以百分比形式回傳區間的上下限,同時顯示樣本比例、區間中心、誤差範圍(半寬)以及所使用的 z 值。

公式說明

Wilson Score 區間會將估計值定錨在稍經調整的比例上,並在小樣本時將區間寬度向 0.5 收斂:

CI = ((\hat{p} + \dfrac{z^{2}}{2n} ± z\sqrt{\dfrac{\hat{p}(1-\hat{p})}{n} + \dfrac{z^{2}}{4n^{2}}}) ÷ (1 + \dfrac{z^{2}}{n}))

其中 z 為標準常態臨界值:90% 對應 1.6449、95% 對應 1.9600、99% 對應 2.5758。

實例演算

假設在 100 次試驗中有 40 次成功,信賴水準為 95%。則 \hat{p} = 0.40、z = 1.95996、z^{2} = 3.8415。分母為 1 + 3.8415/100 = 1.038415。中心值為

((0.40 + 3.8415/200) ÷ (1.038415)) = ((0.41763) ÷ (1.038415)) = 0.40218.
誤差範圍為
((1.95996·√(0.40· 0.60/100 + 3.8415/40000)) ÷ (1.038415)) = ((1.95996·√(0.00249604)) ÷ (1.038415)) = 0.09666.
因此區間約為 30.55% 至 49.88%。

按信心水平的 Z 臨界值

威爾遜評分區間使用來自標準正態分布的雙側臨界值 z。對於信心水平 C,該值為 z = z_{1-\alpha/2},其中 \alpha = 1 - C,使得中心區域等於 C,每條尾部保持 \alpha/2。最常用的值如下所示。

信心水平 尾部面積 \alpha/2 雙側 z
80% 0.100 1.2816
90% 0.050 1.6449
95% 0.025 1.9600
98% 0.010 2.3263
99% 0.005 2.5758
99.9% 0.0005 3.2905

這些是雙側值:相同的 z 用於威爾遜下界和上界。較高的信心水平對應於較大的 z,這會擴寬區間。此計算機提供三個最常見的選項——90%(1.6449)、95%(1.9600)和 99%(2.5758)。

解釋您的信心區間

95% 的信心水平描述了該程序的長期性能,而不是關於您的單個區間的概率。如果您重複相同的抽樣並每次計算威爾遜區間,那麼大約 95% 的這些區間將包含真實人口比例 p。對於您實際計算的一個區間,真實的 p 要麼在其中,要麼不在;95% 是該方法在許多假設樣本中的屬性,而不是該特定區間捕獲 p 的機會。

區間的寬度反映了精度。狹窄的區間表示估計值確定緊密——通常是大量試驗的結果。寬的區間表示更大的不確定性,在小樣本或接近 0.5 的比例中很常見,其中二項式變異性最大。比較兩個組時,寬度大得多的區間表示其估計應被視為精度較低。

當界限接觸 0 或 1 時,意味著數據與一直到 0(或最高 1)的比例一致。當觀察計數處於極端時,通常會發生這種情況——例如,0 次成功會給出正好 0 的下界,所有觀察到的成功會給出正好 1 的上界。相反的界限仍然包含信息:0/20 的結果排除了高比例,即使下界為 0。威爾遜區間的構造目的是保持在有效的 [0, 1] 範圍內,因此這樣的觸及界限是預期的行為而不是錯誤。

這是一般統計信息,不是針對任何特定分析的專業建議。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

為什麼用 Wilson 而不用 Wald?
Wald 區間可能延伸到 0 以下或 1 以上,且在 \(n\) 很小時涵蓋率不足;Wilson 則始終落在 \([0,1]\) 範圍內,涵蓋表現更理想。
該選用哪一種信賴水準?
95% 是最常用的預設值;需要更高把握時可用 99%(區間較寬),想要較窄區間則可選 90%。
比例為 0 或 100% 時也適用嗎?
適用——即使 \(x = 0\) 或 \(x = n\),Wilson 法仍能產生合理、非退化的上下限。