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🎲 Binomial Probability Single 計算機

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什麼是二項分布機率?

二項分布機率所計算的,是在固定的 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,皆為 p。只要是在相同條件下重複進行的「成功/失敗」二選一實驗,都適用此公式——例如擲硬幣、罰球命中、生產線上的瑕疵品判定,或是問卷調查的回應比例。

計算機怎麼用?

請依序輸入試驗次數(n)、你想求機率的成功次數(k),以及每次試驗的成功機率(p,請以 0 到 1 之間的小數表示)。計算機會回傳精確的機率 P(X=k)、換算成百分比的數值,以及計算過程中使用到的二項式係數 C(n,k)。

公式解析

公式

P(X=k) = \binom{n}{k} p^{k} ≤ft(1 - p\right)^{n - k}
共分為三個部分。C(n,k) 代表在 n 次試驗中,k 次成功有幾種不同的排列組合方式;p^{k} 是這 k 次成功發生的機率;而 (1-p)^{n-k} 則是剩下 n−k 次全部失敗的機率。三者相乘,即可得到恰好出現該成功次數的總機率。

實例演算

假設擲一枚公正硬幣 10 次(n=10,p=0.5),請問恰好出現 4 次正面(k=4)的機率是多少?由於 C(10,4) = 210,因此

P = 210 × 0.5^{4} × 0.5^{6} = 210 × 0.5^{10} = ((210) ÷ (1024)) ≈ 0.2051
約等於 20.51%。

如何手工計算二項概率

按照以下步驟計算任何有效輸入的 P(X=k) = \binom{n}{k} p^{k} (1-p)^{n-k}。

  1. 驗證 k ≤ n。成功次數 k 不能超過試驗次數 n,且兩者都必須是非負整數。如果 k > n,則概率為 0。還要確認 0 ≤ p ≤ 1。
  2. 計算二項係數 \binom{n}{k}。使用 \binom{n}{k} = \dfrac{n!}{k! (n-k)!}。這用來計算在 n 次試驗中安排 k 次成功的不同方式數量。
  3. 將 p 提升到 k 次方。計算 p^{k},即 k 次特定成功發生的概率。
  4. 將 (1-p) 提升到 n-k 次方。計算 (1-p)^{n-k},即剩餘 n-k 次試驗全部失敗的概率。回想 q = 1-p。
  5. 將所有三個因子相乘。P(X=k) = \binom{n}{k} × p^{k} × (1-p)^{n-k}。結果是介於 0 和 1 之間的概率。
  6. 轉換為百分比(可選)。將概率乘以 100 以將其表示為百分比,例如 0.31146 × 100 = 31.15%。

已驗證的例子:對於 n=5, k=3, p=0.5:\binom{5}{3}=10,0.5^{3}=0.125,0.5^{2}=0.25,所以 P = 10 × 0.125 × 0.25 = 0.3125(31.25%)。

關鍵術語和變數

符號 名稱 含義
n 試驗次數 固定的獨立實驗或嘗試的總次數。
k 成功次數 成功結果的確切計數,即您想要其概率的計數;必須滿足 0 ≤ k ≤ n。
p 成功概率 任何單次試驗成功的概率;0 ≤ p ≤ 1。
q 失敗概率 單次試驗失敗的概率,q = 1 - p。
\binom{n}{k} 二項係數 從 n 次試驗中選擇 k 次成功的方式數量,\binom{n}{k} = \dfrac{n!}{k! (n-k)!};讀作「n 選 k」。

四項二項假設

只有當四個條件全部成立時,二項模型才有效:

  1. 試驗次數固定。n 的值事先設定且不會改變。
  2. 兩種可能的結果。每次試驗恰好產生兩種結果之一,慣例上標記為「成功」和「失敗」。
  3. 恆定的概率。成功概率 p 在每次試驗上都相同。
  4. 獨立的試驗。任何一次試驗的結果不會影響任何其他試驗的結果。

當這些條件成立時,成功次數 X 遵循二項分佈,寫作 X \sim B(n, p)。

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 要填小數還是百分比?
請填小數:例如 25% 的機率,應輸入為 0.25。
如果 k 大於 n 怎麼辦?
這種情況不可能發生——成功次數不可能超過試驗總次數——因此機率為 0。
該如何求 \(P(X \le k)\) 或 \(P(X \ge k)\)?
本工具計算的是「恰好等於某個數值」的機率。若想求累積機率,請將相關範圍內每個 i 的 \(P(X=i)\) 逐一加總即可。