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輸入計算

介於 [0,1] 的機率,可輸入小數(例如 0.1667)或分數(例如 1/6)——不是百分比。

數學公式

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  1. Cumulative & Distribution Stats

    Cumulative & Distribution Stats: 骰子機率計算器(二項分布)

    At-most and at-least probabilities sum the pmf; mean and variance summarize the distribution.

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結果

Probability of exactly 1 successes P(X = 1)
0.32301117
= 32.3011%
P(X ≤ m) cumulative 0.48451675
P(X ≥ m) 0.83849442
Expected number of successes (mean = n·p) 1.666667
Variance (n·p·(1−p)) 1.388889

各成功次數對應的機率

m P(X = m) % P(X ≤ m)
0 0.16150558 16.1506% 0.16150558
1 0.32301117 32.3011% 0.48451675
2 0.29071005 29.071% 0.7752268
3 0.15504536 15.5045% 0.93027216
4 0.05426588 5.4266% 0.98453803
5 0.01302381 1.3024% 0.99756184
6 0.00217064 0.2171% 0.99973248
7 0.00024807 0.0248% 0.99998055
8 0.00001861 0.0019% 0.99999916
9 0.00000083 0.0001% 0.99999998
10 0.00000002 0% 1

這個計算器的功能

這是一款以二項分布為核心的純數學機率工具。它能告訴你:在 \(n\) 次互相獨立的試驗中,若每次試驗成功的機率為 \(p\),那麼某個特定結果恰好出現 \(m\) 次的可能性有多高。最經典的例子就是擲一顆公正的六面骰:每擲一次,指定的某一面出現的機率都是 \(p = 1/6\)。不過這套數學是通用的——只要每次試驗的成功機率落在 0 到 1 之間都適用,舉凡擲硬幣、罰球命中、產品瑕疵率等情境皆可套用。

二項機率分布的長條圖,其中一根長條被醒目標示
二項分布給出每個可能的成功次數 m 的機率。

使用方式

請輸入試驗次數 n(1 到 500)、每次試驗的成功機率 p,以及目標成功次數 m。p 可以輸入小數,例如 0.1667,也可以輸入分數,例如 1/6,計算器會自動將分數換算為小數。請特別注意:p 是介於 0 到 1 之間的機率,不是百分比——要輸入 1/6,而不是 16.67。計算結果會顯示 \(P(X = m)\),並附上完整的分布表,列出 m 從 0 到 n 的每一個 \(P(X = m)\)、累積機率 \(P(X \le m)\) 與 \(P(X \ge m)\)、平均數,以及變異數。

公式說明

恰好成功 m 次的機率為

$$P(X = m) = \binom{n}{m} \cdot p^{m} \cdot (1 - p)^{n - m}$$

其中 \(\binom{n}{m} = \dfrac{n!}{m!\,(n - m)!}\) 是二項係數(即「從 n 個中選 m 個」)。平均數為 \(\mu = n\cdot p\),變異數為 \(\sigma^{2} = n\cdot p\cdot (1 - p)\)。當 n 很大時,計算器會改用對數伽瑪函數(log-gamma)在對數空間中運算,以避免階乘數值溢位。

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用骰子展示 n 次試驗中 m 次成功、其餘為失敗的示意圖
公式中的每個因子計算從 n 次試驗中選出 m 次成功的方式數。

實例演算

擲骰 \(n = 10\) 次,某個指定的面恰好出現 \(m = 2\) 次的機率是多少?此處 \(p = 1/6\)。\(\binom{10}{2} = 45\),\(p^{2} = 1/36 \approx 0.027778\),而 \((5/6)^{8} \approx 0.232557\)。因此

$$P(X = 2) = 45 \times 0.027778 \times 0.232557 \approx 0.29071$$

約為 29.07%。平均數為 \(10/6 \approx 1.667\),變異數為 \(10 \times (1/6) \times (5/6) \approx 1.389\)。

常見問題

p 是百分比嗎?不是。p 是介於 0 到 1 之間的機率。以骰子的某一面為例,請輸入 1/6 或約 0.1667,而不是 16.67。

「至少出現一次」的機率怎麼算?使用 \(P(X \ge 1) = 1 - P(X = 0)\)。以擲 3 顆骰子、出現某個指定面為例:\(1 - (5/6)^{3} = 1 - 0.578704 \approx 0.4213\),約為 42.13%。

為什麼表中所有機率加起來等於 1?每次完整的試驗,成功次數必定是 0 到 n 之間的某個值,因此這些互斥結果的機率總和必然恰好等於 1——這正好可以拿來檢驗計算是否正確。

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