Calcolatore della distribuzione binomiale

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Risultato

P(X ≤ 4)0,8497
P(X = 4)0,2001
Media3
Deviazione standard1,449
Varianza2,1
kP(X = k)P(X ≤ k)
00,028250,02825
10,12110,1493
20,23350,3828
30,26680,6496
40,20010,8497
50,10290,9527
60,036760,9894
70,0090020,9984
80,0014470,9999
90,00013781
105,905 × 10⁻⁶1

Calcola le probabilità binomiali per n prove indipendenti, ciascuna con probabilità di successo p: esattamente x successi, al massimo x, almeno x, meno di x o più di x. Il calcolatore mostra la formula binomiale, ogni termine che somma (o il complementare, più breve), la media np e la deviazione standard √(np(1 − p)). Per n fino a 30 elenca anche l’intera distribuzione in una tabella.

Soluzione passo passo

Formula della probabilità binomiale

P(X = k) = C(n, k)·pk·(1 − p)n − k
n = 10, p = 0,3, 1 − p = 0,7

Somma le probabilità

P(X = 0) = C(10, 0)·0,30·0,710 = 0,02825
P(X = 1) = C(10, 1)·0,31·0,79 = 0,1211
P(X = 2) = C(10, 2)·0,32·0,78 = 0,2335
P(X = 3) = C(10, 3)·0,33·0,77 = 0,2668
P(X = 4) = C(10, 4)·0,34·0,76 = 0,2001
P(X ≤ 4) = 0,02825 + 0,1211 + 0,2335 + 0,2668 + 0,2001 = 0,8497

Media e deviazione standard

μ = np = 10·0,3 = 3
σ² = np(1 − p) = 2,1
σ = √2,1 = 1,449

Formule chiave

Binomiale
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k
Complementare
P(not A) = 1 − P(A)

Come calcolare le probabilità binomiali

  1. Verifica che la situazione sia binomiale: un numero fisso di prove n, due esiti per prova, la stessa probabilità di successo p ogni volta e prove indipendenti.
  2. Per esattamente x successi usa P(X = x) = C(n, x)·pˣ·(1 − p)ⁿ⁻ˣ, dove C(n, x) = n!/(x!(n − x)!) conta gli ordini in cui possono presentarsi i successi.
  3. Per “al massimo x”, somma da P(X = 0) fino a P(X = x). Per “almeno x”, somma da P(X = x) fino a P(X = n).
  4. Se la somma ha molti termini, usa il complementare: P(X ≥ x) = 1 − P(X ≤ x − 1).
  5. Traduci le parole con attenzione: “meno di 4” significa X ≤ 3 e “più di 4” significa X ≥ 5.

Domande e risposte

Qual è la media e la deviazione standard di una distribuzione binomiale?

La media è μ = np e la varianza è σ² = np(1 − p), quindi la deviazione standard è σ = √(np(1 − p)). Per n = 10 e p = 0,3 si ha μ = 3 e σ = 1,449.

Qual è la differenza tra “almeno” e “più di”?

“Almeno 3” include il 3: P(X ≥ 3). “Più di 3” non lo include: P(X > 3) = P(X ≥ 4). Per una distribuzione discreta sono numeri diversi, quindi scegli l’opzione che corrisponde alla formulazione della domanda.

Perché il calcolatore a volte usa il complementare?

Poiché tutte le probabilità sommano a 1, P(X ≥ x) = 1 − P(X ≤ x − 1). Quando il complementare ha meno termini, a mano è più rapido e i passaggi mostrano questa strada. Il risultato è lo stesso.

Quanto può essere grande n?

Fino a 10 000 prove. I termini sono calcolati con i logaritmi, quindi i fattoriali grandi non vanno in overflow e le probabilità restano accurate.

Quando la distribuzione binomiale non è il modello giusto?

Quando le prove non sono indipendenti o p cambia, ad esempio quando estrai senza reinserimento da un piccolo gruppo: in quel caso vale la distribuzione ipergeometrica. Quando n è grande e p è piccolo, la distribuzione di Poisson con λ = np è una buona approssimazione.

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