Chuyển đến nội dung

Công Cụ Tính Phân Phối Nhị Thức

Nhập số lần thử n, xác suất thành công p và số lần thành công k để nhận mọi xác suất nhị thức — đúng k, tối đa, ít hơn, ít nhất, nhiều hơn, hoặc một khoảng — cùng trung bình, phương sai, một bảng xác suất đầy đủ và biểu đồ cột. Miễn phí, không cần đăng ký.

Thêm P(k ≤ X ≤ giá trị này) vào kết quả.

Kết quả

Xác suấtÝ nghĩaGiá trị
P(X = 12)đúng 120,1201
P(X ≤ 12)tối đa 120,8684
P(X < 12)ít hơn 120,7483
P(X ≥ 12)ít nhất 120,2517
P(X > 12)nhiều hơn 120,1316

10

Trung bình (np)

5

Phương sai (np(1 − p))

2,2361

Độ lệch chuẩn

np = 10 và n(1 − p) = 10 đều ít nhất bằng 10, nên xấp xỉ chuẩn N(10, 2,2361²) là hợp lý. Với hiệu chỉnh liên tục, nó cho P(X ≤ 12) ≈ 0,8682, so với 0,8684 chính xác.

Phân phối xác suất

Xác suất nhị thức với n = 20, p = 0,5
kP(X = k)P(X ≤ k)P(X ≥ k)
09,54 × 10−79,54 × 10−71,0000
11,91 × 10−52,00 × 10−51,0000
20,00020,00021,0000
30,00110,00130,9998
40,00460,00590,9987
50,01480,02070,9941
60,03700,05770,9793
70,07390,13160,9423
80,12010,25170,8684
90,16020,41190,7483
100,17620,58810,5881
110,16020,74830,4119
120,12010,86840,2517
130,07390,94230,1316
140,03700,97930,0577
150,01480,99410,0207
160,00460,99870,0059
170,00110,99980,0013
180,00021,00000,0002
191,91 × 10−51,00002,00 × 10−5
209,54 × 10−71,00009,54 × 10−7

Cách Sử Dụng Công Cụ Tính Phân Phối Nhị Thức

  1. 1. Nhập số lần thử. n là số lần thí nghiệm được chạy: 20 lần tung đồng xu, 50 bệnh nhân, 10 câu hỏi.
  2. 2. Nhập xác suất thành công. p là xác suất một lần thử thành công, từ 0 đến 1 — 0,5 với đồng xu cân đối, 0,25 với việc đoán trong bốn phương án.
  3. 3. Nhập k, và tùy chọn một giá trị thứ hai. k là số lần thành công bạn đang hỏi. Điền ô thứ hai để nhận thêm xác suất của một khoảng.
  4. 4. Đọc các xác suất. Bạn nhận P(X = k) và cả bốn dạng tích lũy, trung bình, phương sai và độ lệch chuẩn, một ghi chú về xấp xỉ chuẩn, và — với n tối đa 200 — bảng đầy đủ cùng biểu đồ cột.

Phân Phối Nhị Thức Mô Hình Hóa Điều Gì

Phân phối nhị thức đếm số lần thành công trong một số lần thử cố định, độc lập, mỗi lần thành công với cùng một xác suất: số lần mặt ngửa trong 20 lần tung đồng xu, số câu đoán đúng trong một bài trắc nghiệm, hoặc số bệnh nhân đáp ứng với một phương pháp điều trị. Bốn điều kiện phải đúng — n cố định, hai kết quả mỗi lần thử, p không đổi, và các lần thử không ảnh hưởng lẫn nhau.

Xác suất của đúng k lần thành công là P(X = k) = C(n, k) pk (1 − p)n − k, trong đó C(n, k) = n! / (k! (n − k)!) đếm số cách chọn những lần thử nào thành công. Trung bình là np và phương sai là np(1 − p). Công cụ tính các xác suất tích lũy một cách chính xác thông qua hàm beta không đầy đủ được chuẩn hóa, nên ngay cả P(X ≥ 95) trong 100 lần tung đồng xu cân đối — khoảng 6,26 × 10−23 — cũng được tính đúng thay vì bằng 0.

Chuyển một câu hỏi thành xác suất
Cách diễn đạtKý hiệuCó bao gồm k không?
đúng kP(X = k)Chỉ k
tối đa k, không vượt quá kP(X ≤ k)Có
ít hơn k, nhỏ hơn kP(X < k) = P(X ≤ k − 1)Không
ít nhất k, k trở lênP(X ≥ k)Có
nhiều hơn k, lớn hơn kP(X > k) = P(X ≥ k + 1)Không
từ a đến b, bao gồm cả haiP(a ≤ X ≤ b)Cả hai đầu

Vì phân phối nhị thức rời rạc, “ít nhất 12” và “nhiều hơn 12” là hai câu hỏi khác nhau với đáp số khác nhau. Chuyển cách diễn đạt thành một trong sáu dạng này thường là phần khó nhất của một bài toán nhị thức.

Ví Dụ Minh Họa: Tung Đồng Xu và Đoán Mò

Tung một đồng xu cân đối 20 lần (n = 20, p = 0,5). Xác suất đúng 12 lần mặt ngửa là C(20, 12) × 0,520 = 125.970 / 1.048.576 = 0,1201. Xác suất 12 lần trở lên là P(X ≥ 12) = 0,2517, và tối đa 12 lần là 0,8684. Từ 8 đến 12 lần mặt ngửa, bao gồm cả hai đầu, P(8 ≤ X ≤ 12) = 0,7368. Trung bình là 10, phương sai là 5 và độ lệch chuẩn là 2,2361.

Bây giờ là một bài trắc nghiệm 20 câu với bốn phương án mỗi câu, làm bằng cách đoán hoàn toàn (n = 20, p = 0,25). Điểm kỳ vọng là 5, và xác suất đạt với 10 câu đúng trở lên là P(X ≥ 10) = 0,0139 — khoảng 1 trong 72.

Khi nào xấp xỉ chuẩn hoạt động

Với n lớn, phân phối nhị thức trông giống phân phối chuẩn, với trung bình np và độ lệch chuẩn √(np(1 − p)). Quy tắc thường dùng là chỉ xấp xỉ khi np ≥ 10 và n(1 − p) ≥ 10 — một số sách giáo khoa chấp nhận 5 — và áp dụng hiệu chỉnh liên tục 0,5. Với ví dụ đồng xu, cả hai con số đều đúng bằng 10, và xấp xỉ cho P(X ≤ 12) ≈ Φ((12,5 − 10) / 2,2361) = 0,8682, so với 0,8684 chính xác. Khi có sẵn giá trị chính xác chỉ một cú nhấp, xấp xỉ giờ chủ yếu là công cụ để giảng dạy.

Câu Hỏi Thường Gặp

Làm sao để tính xác suất nhị thức?
Dùng P(X = k) = C(n, k) pk (1 − p)n − k: số cách đặt k lần thành công trong n lần thử, nhân với xác suất của một dãy như vậy. Xác suất tích lũy là tổng của các số hạng này. Nhập n, p và k ở trên và công cụ tính tất cả cùng lúc.
P(X < k) và P(X ≤ k) khác nhau thế nào?
P(X ≤ k) bao gồm k còn P(X < k) thì không, nên P(X ≤ k) = P(X < k) + P(X = k). Với 20 lần tung đồng xu cân đối, P(X ≤ 12) = 0,8684 trong khi P(X < 12) = 0,7483 — hiệu là P(X = 12) = 0,1201.
Điều kiện để có phân phối nhị thức là gì?
Một số lần thử cố định, hai kết quả có thể xảy ra ở mỗi lần, cùng xác suất thành công ở mọi lần, và các lần thử độc lập. Rút mẫu không hoàn lại từ một tổng thể nhỏ làm vỡ điều kiện p không đổi, nên hãy dùng phân phối siêu bội trong trường hợp đó.
Trung bình và độ lệch chuẩn của phân phối nhị thức là bao nhiêu?
Trung bình là np, phương sai np(1 − p), và độ lệch chuẩn √(np(1 − p)). Với n = 20 và p = 0,25, trung bình là 5, phương sai là 3,75 và độ lệch chuẩn là 1,9365.
Công cụ có hoạt động với n lớn không?
Có. n có thể lên đến hàng triệu, vì các xác suất tích lũy được tính từ hàm beta không đầy đủ thay vì cộng hàng nghìn số hạng, nên độ chính xác không suy giảm khi n tăng. Bảng và biểu đồ cột được vẽ cho n tối đa 200, nơi chúng vẫn dễ đọc.
Khi nào nên dùng phân phối Poisson hoặc chuẩn thay thế?
Dùng Poisson cho số sự kiện trong một khoảng khi không có số lần thử cố định; nó cũng xấp xỉ nhị thức khi n lớn và p nhỏ. Chỉ dùng xấp xỉ chuẩn để kiểm tra chéo, và chỉ khi np và n(1 − p) đều ít nhất bằng 10.

Công Cụ Liên Quan

Thêm trong Máy tính thống kê