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🎲 Binomial Probability 計算機

專業免費的 Binomial Probability 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)
0.117188 P(X = k)
專業公認計算模型,即時運算完畢
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尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是二項分布機率計算器?

這個計算器能算出在 n 次獨立試驗中,恰好出現 k 次成功的機率,其中每一次試驗的成功機率都相同,記為 p。許多情境都符合這種模式——例如丟硬幣、罰球命中、生產線上的瑕疵品,或是問卷中「是/否」的回答——這類問題都可以用二項分布來描述。除了精確機率之外,本工具還會一併提供累積機率 P(X≤ k) 與 P(X≥ k),以及該分布的平均數、變異數與標準差。

如何使用

輸入試驗次數 n(正整數)、你想關注的成功次數 k(介於 0 與 n 之間),以及單次試驗的成功機率 p(介於 0 與 1 的小數,例如公正硬幣為 0.5)。按下計算後,即可看到恰好出現 k 次成功的機率,以及相關的統計摘要。

公式解析

二項分布的機率質量函數為

P(X=k) = \binom{n}{k} p^k (1-p)^{n-k}
其中 \binom{n}{k}(即二項式係數「n 取 k」)代表 k 次成功有多少種不同的排列方式;p^k 是這 k 次試驗全部成功的機率;(1-p)^{n-k} 則是其餘試驗全部失敗的機率。三者相乘,便得到出現該特定成功次數的總機率。

範例演算

假設丟一枚公正硬幣 10 次(n=10、p=0.5),想知道恰好出現 3 次正面(k=3)的機率。由於 \binom{10}{3}=120,因此

P(X=3) = 120 × 0.5^3 × 0.5^7 = 120 × 0.5^{10} = ((120) ÷ (1024)) ≈ 0.1172
此分布的平均數為 n · p = 5,標準差為 √(10 · 0.5 · 0.5) ≈ 1.5811。

如何手工計算二項概率

給定 n 次獨立試驗,每次成功概率為 p,恰好成功 k 次的概率分四個步驟計算。

  1. 計算排列數(二項係數)。計算 \binom{n}{k}=\dfrac{n!}{k! (n-k)!},即從 n 次試驗中選擇 k 次成功的不同方式數。例如 \binom{10}{8}=45。
  2. 提高成功概率。計算 p^{k} — 這 k 個被選中的試驗全部成功的概率。
  3. 提高失敗概率。計算 (1-p)^{n-k} — 剩餘 n-k 次試驗全部失敗的概率。
  4. 將三個因子相乘。P(X=k)=\binom{n}{k} p^{k}(1-p)^{n-k}。

對於累積概率,對各個項求和:P(X≤ k)=\sum_{i=0}^{k}\binom{n}{i}p^{i}(1-p)^{n-i},以及 P(X≥ k)=1-P(X≤ k-1)。

分佈的統計摘要

對於二項分佈,您還可以報告:

  • 均值:\mu = np
  • 方差:\sigma^{2} = np(1-p)
  • 標準差:\sigma = √(np(1-p))

示例:對於 n=10,\ p=0.8,均值為 \mu=10×0.8=8,方差為 \sigma^{2}=10×0.8×0.2=1.6,標準差為 \sigma=√(1.6)≈1.265。

關鍵術語與變數

術語 符號 含義
試驗次數 n 獨立且相同的伯努利試驗的固定計數(例如 10 次罰球、20 個取樣零件)。
成功次數 k 您想要求其概率的「成功」結果的確切次數,其中 0≤ k≤ n。
成功概率 p 任何單次試驗成功的概率,介於 0 到 1 之間;失敗概率為 1-p。
二項係數 \binom{n}{k} 「n 選 k」— 從 n 次試驗中選擇哪 k 次成功的方式數:\dfrac{n!}{k!(n-k)!}。
概率質量函數 (PMF) P(X=k) 恰好 k 次成功的概率:\binom{n}{k}p^{k}(1-p)^{n-k}。
累積概率(下側) P(X≤ k) k 次或更少成功的概率 — 概率質量函數從 0 到 k 的和。
累積概率(上側) P(X≥ k) k 次或更多成功的概率,等於 1-P(X≤ k-1)。
均值(期望值) \mu=np 在重複進行 n 次試驗多次時,預期的平均成功次數。
方差 \sigma^{2}=np(1-p) 成功次數圍繞均值分佈的度量。
標準差 \sigma=√(np(1-p)) 方差的平方根,以與成功次數計數相同的單位表示。

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)

\(P(X=k)\) 與 \(P(X\le k)\) 有什麼不同?
\(P(X=k)\) 指的是恰好出現 k 次成功的機率;\(P(X\le k)\) 則是把從 0 次到 k 次成功的機率全部加總起來(即累積機率)。
p 可以大於 1 嗎?
不行。機率必須介於 0 與 1 之間,超出此範圍的數值會被限制在合理區間內。
每次試驗一定要彼此獨立嗎?
是的——二項分布模型的前提是固定次數的獨立試驗,且每次成功機率維持不變。