接棒數學
高一下📊 資料與不確定性

獨立試驗與二項機率

Independent Trials and Binomial Probability

公式

P(恰好 k 次成功) = C(n,k)·pᵏ·(1−p)ⁿ⁻ᵏ

同樣的試驗重複 n 次,恰好成功 k 次的機率——組合數乘上兩種結果的機率。

練這學期的計算題
先修

白話解釋

**重複試驗**(白努利試驗)要滿足三個條件:每次只有成功/失敗兩種結果、成功機率固定、各次互相獨立。

在這種情況下,n 次試驗中**恰好** k 次成功的機率是: **C(n,k)·pᵏ·(1−p)ⁿ⁻ᵏ**

三個部分各有意義:pᵏ 是那 k 次都成功的機率、(1−p)ⁿ⁻ᵏ 是其餘都失敗的機率、**C(n,k)** 則是「哪幾次成功」有幾種安排方式。忘記乘 C(n,k) 是最常見的錯誤——那等於只算了「前 k 次成功」這一種順序。

例如丟 5 次硬幣恰好 3 次正面:C(5,3)·(1/2)³·(1/2)² = 10 × 1/32 = 10/32 = 5/16。

題目問「**至少** k 次」時,要把 k、k+1、…、n 全部加起來。如果 k 很小,用**餘事件**會快得多:P(至少 1 次) = 1 − P(一次都沒有)。

這個分布叫**二項分布**,它的期望值是 **np**、變異數是 **np(1−p)**。丟 100 次硬幣,期望正面數是 50 次,這跟直覺一致。

什麼時候用

品質抽驗、投籃命中率、選擇題猜答、遺傳機率。

最容易錯的地方

例題 · 3

先自己算,再看解答——這樣才有效。

  1. 1

    丟 5 次公正硬幣,恰好 3 次正面的機率是多少?(最簡分數)

  2. 2

    投籃命中率 0.6,投 3 次全中的機率是多少?

  3. 3

    丟 100 次公正硬幣,正面次數的期望值是多少?

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