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∫ Incomplete Beta Function Integral 計算機

專業免費的 Incomplete Beta Function Integral 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)
0.0095238095 定積分值
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...

這個計算機能做什麼

本工具用來計算下不完全 Beta 函數,其定義為定積分 B_x(a,b) = \int_{0}^{x} t^{a-1}(1-t)^{b-1} dt。被積函數 t^{a-1}(1-t)^{b-1} 正是 Beta 分布與 Beta-二項分布的核函數。當積分上限 x = 1(下限為 0)時,計算結果即等於完全 Beta 函數 B(a,b) = \Gamma(a)\Gamma(b)/\Gamma(a+b)。

使用方法

輸入兩個形狀參數:a(變數 a)與 b,兩者皆須為正值。設定積分區間的下限,以及上限 x(通常介於 0 與 1 之間)。再選擇分割數 n,也就是高斯-勒讓德節點的數量。n 越大精度越高;對於平滑的被積函數而言,n = 20 已綽綽有餘。若想求完全 Beta 函數,只要將區間維持在 [0, 1] 即可。

公式說明

本積分採用高斯-勒讓德求積法計算。首先在 [-1, 1] 上以牛頓法求出勒讓德多項式 P_n 的根,得到標準節點 x_i 與權重 w_i,接著線性映射到所選區間 [c, d]:

t_i = ((d-c) ÷ (2))· x_i + ((d+c) ÷ (2))

隨後以 ((d-c) ÷ (2))· \sum w_i f(t_i) 近似積分值。由於高斯-勒讓德能精確積分次數最高達 2n-1 的多項式,因此對平滑的被積函數收斂得極快。

\begin{gathered} B_x(a,b) = \int_{c}^{x} t^{ a-1} (1-t)^{ b-1} dt ≈ ((d-c) ÷ (2))\sum_{i=1}^{n} w_i f\!≤ft(t_i\right) \\[1.5em] where ≤ft{ \begin{aligned} f(t) &= t^{ a-1} (1-t)^{ b-1} \\ t_i &= ((d-c) ÷ (2)) z_i + ((d+c) ÷ (2)) \\ c &= lower, d = x \\ n &= divisions \end{aligned} \right. \end{gathered}

實例演算

取 a = 3、b = 5,區間 [0, 1] 且 n = 20,結果即為完全 Beta 函數

B(3,5) = ((2! · 4!) ÷ (7!)) = ((48) ÷ (5040)) = 0.0095238095\ldots = ((1) ÷ (105)).
本求積法可將此值重現至雙精度浮點數的完整精度。

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)

若 \(0 < a < 1\) 或 \(0 < b < 1\) 會怎樣?
此時被積函數在端點處出現可積奇異點。由於高斯-勒讓德的節點都落在區間內部,結果仍保持有限值,但精度會下降,可調高 n 來改善。
如何取得正規化不完全 Beta 函數 \(I_x(a,b)\)?
將此結果除以完全 Beta 函數即可(把區間設為 [0, 1] 即可算出完全 Beta 函數)。
為什麼結果有時會是負值?
若積分上限小於下限,帶符號的積分值就會是負數,這在數學上是正確的。