二项分布概率计算器

P(X = k)
下一个

进行 n 次独立的伯努利试验、每次成功概率为 p 时,二项分布会告诉你恰好成功 k 次的概率。这个计算器可一次性求出精确概率 P(X = k)、累积概率 P(X ≤ k)、上尾概率 P(X ≥ k) 以及均值和方差,采用基于对数伽马函数的组合计算,即使 n = 10,000 也能保持准确。

如何计算二项分布概率

  1. 1

    输入 n(试验次数)

    必须是非负整数。典型值:抛硬币 10 次、A/B 测试访客 100 人、生产抽样 10,000 件。

  2. 2

    输入 p(成功概率)

    0 到 1 之间的值。公平硬币 p = 0.5;点击率 12% 时 p = 0.12。

  3. 3

    输入 k(目标成功次数)

    0 到 n 之间的整数。

  4. 4

    读取各项概率

    精确概率 P(X = k)、左尾 P(X ≤ k)、右尾 P(X ≥ k),以及均值 = np 和方差 = np(1-p)。

公式

P(X = k) = C(n, k) · p^k · (1-p)^(n-k)

其中 C(n, k) 是二项式系数,即“从 n 个中取 k 个的组合数”。工具通过伽马函数在对数空间中运算,以避免 n 很大时发生溢出。

示例:抛硬币 10 次,恰好 7 次正面

  • n = 10, p = 0.5, k = 7
  • C(10, 7) = 120
  • P(X = 7) = 120 · 0.5^7 · 0.5^3 = 120 / 1024 ≈ 0.1172

所以抛硬币 10 次中恰好出现 7 次正面的概率约为 11.7%。

什么时候适用二项分布

四条伯努利假设必须全部成立:

  1. 试验次数固定(n 预先确定)。
  2. 每次试验相互独立
  3. 每次试验只有两种结果(成功 / 失败)。
  4. 每次试验的成功概率 p 恒定

如果任何假设不成立(不放回的相依抽取、可变的 p、多于两种结果),应改用超几何分布、泊松二项分布或多项分布。

均值、方差与正态近似

  • 均值:μ = np
  • 方差:σ² = np(1-p)
  • 标准差:σ = √(np(1-p))

当 np ≥ 10 且 n(1-p) ≥ 10 时,二项分布可用带连续性校正的正态分布 Normal(μ, σ²) 很好地近似。计算器会标记这个条件,方便你在适用时改用 z 分数捷径。

常见问题

P(X = k) 是恰好成功 k 次的概率;P(X ≤ k) 是最多成功 k 次的累积概率。公平硬币抛 10 次时,P(X = 5) ≈ 0.246,但 P(X ≤ 5) ≈ 0.623。

可以。计算器返回 P(X ≥ k) = 1 - P(X ≤ k-1)。对于“多于 k 次”,再多减一位:P(X > k) = P(X ≥ k+1)。

借助对数伽马计算,最高到 100,000 都稳定。再往上请使用正态近似,或在 p 很小且 n 很大时使用泊松近似。

那就需要泊松二项分布,而不是普通二项分布。这个计算器假设所有 n 次试验都共享同一个恒定的 p。

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