二項分佈(DSE M1)

若試驗有 n 次獨立的試行,每次成功的概率同為 p,則成功次數 X 服從二項分佈 X ~ B(n, p),其中 P(X = k) = C(n, k) pᵏ (1 − p)ⁿ⁻ᵏ、E(X) = np 及 Var(X) = np(1 − p)。

用 AI 逐步解二項分佈題目
p 由 0.1 變到 0.9 時的 B(6, p)。當 p = 0.3,最高的棒位於 k = 2,高度為例題 1 的 0.3241。 自己試試 →

二項分佈公式

概率P(X = k) = C(n, k) pᵏ (1 − p)ⁿ⁻ᵏ, k = 0, 1, …, n
平均值E(X) = np
方差Var(X) = np(1 − p)
「最少一次」P(X ≥ 1) = 1 − (1 − p)ⁿ

甚麼情況屬於二項分佈?四個條件

  • 試行次數 n 固定,且每次相同。
  • 每次試行只有兩種結果:成功或失敗。
  • 每次成功的概率 p 相同。
  • 各次試行互相獨立。

寫 X ~ B(n, p) 之前應先檢查這四點。在小群體中不放回地抽取,並不符合第三及第四個條件。

二項分佈例題詳解

例題 1:恰好 k 次成功

一枚不公平硬幣擲得正面的概率為 0.3。把它擲 6 次,求恰好擲得 2 次正面的概率,以及正面次數的平均值和方差。

  1. 設 X 為正面的次數:X ~ B(6, 0.3)
  2. P(X = 2) = C(6, 2)(0.3)²(0.7)⁴ = 15 × 0.09 × 0.2401
  3. = 0.3241
  4. E(X) = 6 × 0.3 = 1.8, Var(X) = 6 × 0.3 × 0.7 = 1.26

答案: P(X = 2) = 0.3241, E(X) = 1.8, Var(X) = 1.26

例題 2:最少一次成功

對同一枚硬幣,求擲 6 次時最少擲得一次正面的概率。

  1. P(X ≥ 1) = 1 − P(X = 0)
  2. = 1 − (0.7)⁶ = 1 − 0.117649
  3. = 0.8824

答案: 0.8824

💡 應試陷阱與秘訣 (DSE 奪星陷阱)

⚠️「最少」、「最多」、「多於」「最少 2 次」是 X ≥ 2;「多於 2 次」是 X ≥ 3;「最多 2 次」是 X ≤ 2。「最少」的題目通常用補事件較快:1 − P(X = 0) − P(X = 1)。
⚠️ 要寫明分佈計算前應先定義隨機變量,並寫出 X ~ B(n, p)。這既展示了方法,也讓你清楚每一部分所用的 n 和 p。

✏️ 自我測試:互動練習

溫習方法:點擊以下任何題目,即時在坐標網格載入並核對計算步驟。

(二項概率)X ~ B(8, 0.4)。求 P(X = 3) 及 P(X ≤ 1),並以棒形圖顯示該分佈。
(最少)一份選擇題測驗有 10 題,每題 4 個選項。求隨意猜答而最少答對 3 題的概率。
(平均值及方差)X ~ B(n, 0.2) 且 E(X) = 4。求 n 及 Var(X)。

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