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公式

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結果

Poisson Mean λ
5.090986
累積確率を満たす期待発生件数
累積モード Lower P(X ≤ x)
目標確率 0.6
分位点 x 5

この計算ツールでできること

このツールは、通常のポアソン分布確率計算とは逆向きの計算を行います。平均λがわかっている状態から確率を求めるのではなく、累積確率と分位点xがわかっている状態から、その値を生み出すポアソン分布の平均λを逆算します。目標とするサービスレベル(ある確率)が決まっていて、その裏にある期待発生件数を知りたいとき——たとえばキャパシティ計画、信頼性評価、待ち行列の解析などで役立ちます。

使い方

まず累積モードを選びます。下側累積Pは、入力する確率が\(P(X \le x)\)、つまり「事象がx回以下」となる確率を表します。上側累積Qは、\(Q(X \ge x)\)、つまり「事象がx回以上」となる確率を表します。続いて累積確率(0より大きく1より小さい値)と、0以上の整数である件数xを入力すると、平均λが求まります。

計算式の解説

ポアソン分布の確率質量関数は \(f(t, \lambda) = e^{-\lambda} \lambda^{t} / t!\) です。下側累積はt = 0からxまでの和で、λが大きくなるほど減少します。上側累積 $$Q(x, \lambda) = 1 - P(x-1, \lambda)$$ は、\(x \ge 1\) のときλとともに増加します。いずれの累積もλについて単調に変化するため、解は一意に定まります。本ツールでは、安定した反復的な項の掛け算(階乗のオーバーフローを起こさない方法)で各項を評価し、堅牢な二分法によってこの解を求めています。

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0 から x までの棒が下側の累積確率として網掛けされたポアソン棒グラフ
累積確率 \(P(X \le x)\) は、0 から x までのポアソン棒の網掛け部分の和です。

計算例

下側モードで P = 0.6、x = 5 とします。最初の6項(t = 0〜5)のポアソン項の和が0.6に等しくなるλを求めます。\(\lambda = 5.0\) では \(P \approx 0.616\)(高すぎ)、\(\lambda = 5.1\) では約0.597、\(\lambda = 5.08\) では約0.600 となります。したがって λ は約5.083、つまり期待発生件数は約5.083回となります。

累積確率が目標値に一致するまでラムダを低い値と高い値の間で調整する様子を示す図
ラムダは、累積確率が目標値と等しくなるまで調整して求めます。

よくある質問

なぜ確率は0より大きく1より小さくなければならないのですか? 確率がちょうど0または1になると、λが境界値(0または無限大)に押しやられ、有限で一意な平均が存在しなくなるためです。

上側モードでx = 0のときはどうなりますか? \(Q(0, \lambda)\) はどんなλでも常に1になるため、平均は定まりません。この特殊なケースでは、ツールは0を返します。

xは必ず整数でなければなりませんか? はい。標準的なポアソン分布の解釈では、xは0以上の整数の件数です。整数でない値は小数点以下が切り捨てられます。

最終更新: