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🛠️ 非中心卡方分配計算器

專業免費的 非中心卡方分配計算器。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)
0.172252 ν = 3, λ = 1
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...

什麼是非中心卡方分配?

非中心卡方分配(noncentral chi-squared distribution)是一般(中心)卡方分配的推廣,差別在於多了一個非中心參數 lambda。它描述的是「平均數不為零」的多個獨立常態變數其平方和的分配情形。這種分配在統計檢定力分析、訊號偵測與假設檢定中應用相當廣泛。本計算器屬於純數學運算,全球通用——不涉及任何特定國家或地區的規定。

如何使用本計算器

首先選擇要輸出的數值:機率密度 f、下側累積機率 P,或上側累積機率 Q。接著輸入自由度 nu(必須大於 0)、非中心參數 lambda(必須大於或等於 0),以及參考的 x 值。若要產生一段範圍內的 (x, 數值) 對照表,可再設定 x 的起始值、每一步的增量,以及要產生的列數。

公式說明

非中心卡方分配可視為以 Poisson(lambda/2) 為權重,對一系列中心卡方分配所做的加權混合。第 j 項的權重為 w_j = e^{-\lambda/2} × (\lambda/2)^j / j!。其密度函數 f 等於各 w_j 乘上自由度為 \nu+2j 的中心卡方密度後的總和。

f(x;\nu,\lambda)=\sum_{j=0}^{\infty}((e^{-\lambda/2}≤ft(\lambda/2\right)^{j}) ÷ (j!)) ((x^{ k/2-1}e^{-x/2}) ÷ (2^{k/2} \Gamma\!≤ft(k/2\right))) where k=\nu+2j, \lambda=\lambda

下側累積機率則是把相同的權重套用在中心卡方的累積分配函數(CDF)上,其中會用到正則化下不完全 gamma 函數。

F(x;\nu,\lambda)=\sum_{j=0}^{\infty}((e^{-\lambda/2}≤ft(\lambda/2\right)^{j}) ÷ (j!)) P\!≤ft(((\nu+2j) ÷ (2)), ((x) ÷ (2))\right) where \lambda=\lambda

上側累積機率則只需以 Q = 1 - P 求得。

實際範例

以 \nu = 3、\lambda = 1、x = 2 為例:Poisson(0.5) 的權重依序為 0.6065、0.3033、0.0758、0.0126、0.0016。在 x = 2 時,自由度為 3、5、7、9、11 的中心卡方 CDF 分別為 0.4276、0.1511、0.0387、0.0074、0.0011。將兩者加權相加後,得到 P 約為 0.3082,因此 Q 約為 0.6918。而同一點的密度 f 約為 0.173。

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)

當 lambda = 0 時會發生什麼?
此時分配會完全退化為自由度 nu 的中心卡方分配,因為只剩下 j=0 這一項(權重為 1)有作用。
nu 可以是非整數嗎?
可以。由於採用 gamma 函數,任何大於 0 的 nu 都能處理,所以分數型的自由度同樣有效。
為什麼在 x = 0 時密度為 0?
當 nu 大於或等於 2 時,密度在原點為 0;當 nu 小於 2 時,密度則會發散。因此本計算器在實務上會將 x = 0 處的值統一回傳為 0。