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輸入計算

數學公式

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結果

恰好出現 k 次正面的機率
24.6094%
probability = 0.246094
機率(小數) 0.24609375
組合數 C(n,k) 252

這個計算器能做什麼

這個工具可以算出在 n 次拋硬幣中恰好出現 k 次正面 的機率。它採用二項分布(binomial distribution)來建模——也就是在固定次數、彼此獨立的「是/否」試驗中,計算成功次數的分布情形。預設情況下,工具假設硬幣是公正的(正面機率 \(p = 0.5\)),但你也可以輸入 0 到 1 之間的任意正面機率,用來模擬有偏差的硬幣。

使用方法

輸入拋擲的總次數 n、目標正面次數 k(k 可以是 0 到 n 之間的任意整數),以及單次拋擲出現正面的機率 p。計算器會同時以小數和百分比的形式回傳精確機率,並列出這些正面落點的不同排列組合數 \(C(n,k)\)。

公式解析

恰好出現 k 次成功的二項機率為:

$$P(X = k) = \binom{n}{k} \, p^{\,k} \left(1 - p\right)^{n - k}$$

其中 \(C(n,k) = n! / (k!(n-k)!)\) 是二項式係數,代表從 n 次拋擲中選出哪 k 次為正面的所有組合數。\(p^{k}\) 是這些被選中的拋擲全部出現正面的機率,而 \((1-p)^{n-k}\) 則是其餘拋擲全部出現反面的機率。對於公正硬幣(\(p = 0.5\)),公式可簡化為 \(P = C(n,k) \times 0.5^{n}\)。

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二項式公式,以彩色方框標註組合數、p^k 和 (1-p)^(n-k)
二項式公式的三個組成部分:排列數、正面項和反面項。

實例演算

拋 10 次公正硬幣,恰好出現 5 次正面的機率是多少?\(C(10,5) = 252\),而 \(0.5^{10} = 1/1024 \approx 0.0009766\)。因此 $$P = 252 \times 0.0009766 \approx 0.2461$$ 約為 24.6%。這已是所有結果中機率最高的一種,但發生的機會仍不到四分之一。

二項機率的對稱長條圖,突顯出正好 k 次正面的那一條
每種可能正面次數的機率,並突顯出正好 k 次的結果。

常見問題

為什麼「恰好一半正面」不是 50%?因為其餘所有結果(4 次、6 次、7 次正面等等)也都分掉了剩下的機率。出現恰好 \(k = n/2\) 只是這個分散分布中的最高點而已。

k 可以大於 n 嗎?不行。正面次數不可能超過拋擲總次數,所以只要 k 大於 n,機率就是 0。

如何模擬有偏差的硬幣?把 p 設成實際的正面機率即可——例如,正面出現率為 60% 的硬幣就輸入 0.6。

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