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輸入計算

數學公式

Show calculation steps (2)
  1. Cumulative Probabilities

    Cumulative Probabilities: 擲硬幣機率計算器

    At most k heads sums probabilities for j from 0 to k; at least k heads sums for j from k to n

  2. Expected Number of Heads

    Expected Number of Heads: 擲硬幣機率計算器

    Mean of the binomial distribution

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結果

剛好出現該正面次數的機率
24.6094%
P(X = k) = 0.246094
精確機率 (%) 24.6094%
組合數 C(n,k) 252
P(最多 k 次正面) 0.623047
P(至少 k 次正面) 0.623047
正面次數期望值 (n·p) 5

這個計算器能做什麼

擲硬幣機率計算器能告訴你:在固定次數的擲硬幣中,出現特定正面次數的機率有多高。它採用二項分布(binomial distribution),可用來描述任何一連串獨立的「是/否」試驗。最經典的情境是公正硬幣(\(p = 0.5\)),不過本工具也支援偏差硬幣——你可以將正面出現的機率設定為 0 到 1 之間的任意數值。

使用方法

只要輸入三個數值:擲硬幣次數 n、你想要的正面次數 k,以及單次擲出正面的機率 p。計算器會回傳剛好出現 k 次正面的精確機率、可達成的組合數 \(C(n,k)\)、最多 k 次與至少 k 次正面的累積機率,以及正面次數的期望值(\(n \cdot p\))。

公式解析

二項分布公式為 $$P(X = k) = \binom{n}{k} \, p^{\,k} \left(1 - p\right)^{n - k}$$其中 \(C(n,k)\) 代表能湊出剛好 k 次正面的不同排列方式有幾種;\(p^k\) 是這 k 次都出現正面的機率;\((1-p)^{n-k}\) 則是其餘每一次都擲出反面的機率。三者相乘,就得到某一特定正面次數的機率。

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以帶標籤的視覺化方塊呈現的二項公式各組成部分
二項機率公式分為三部分:選取 k 的方式數、正面的機率與反面的機率。

實例演算

以 10 次公正擲硬幣、\(k = 5\)、\(p = 0.5\) 為例:\(C(10,5) = 252\)、\(p^5 = 0.03125\)、\((1-p)^5 = 0.03125\)。因此 $$P = 252 \times 0.03125 \times 0.03125 \approx 0.2461$$約為 24.61%。即使 5 次正面是最可能出現的結果,發生機率仍不到四分之一。

擲硬幣二項機率分布的長條圖
每種可能正面次數的機率構成鐘形的二項分布。

常見問題

什麼是公正硬幣?公正硬幣的 \(p = 0.5\),代表每一次擲出正面與反面的機率相同。

可以模擬偏差硬幣嗎?可以——只要把 p 設為實際的正面機率即可,例如某枚硬幣有 60% 機率出現正面,就設定為 0.6。

「至少 k 次正面」是什麼意思?這是指出現 k 次或更多次正面的累積機率,作法是將 k、k+1、…、n 各自的精確機率加總起來。

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