至少一次機率計算機(1 − (1 − p)ⁿ)
輸入單次事件機率 p 同重複次數 n(兩者都假設獨立同分布),工具用補集法 P(至少一次) = 1 − (1 − p)ⁿ 一次過計:(1) 至少出現一次嘅機率;(2) 一次都唔出現嘅機率;(3) 期望成功次數 E[X] = np;(4) 反向問題 — 要達到目標機率 T 所需嘅最少試驗次數 ⌈ln(1 − T) / ln(1 − p)⌉。覆蓋抽獎、Gacha、骰仔、A/B 測試、安全冗餘設計等實用情境,避免「直接乘」嘅常見錯誤。
Common examples (click to load)
Enter a valid probability (0–100% or 0–1) and a non-negative integer number of trials.
Results
P(at least one)
—
—
P(none in n)
—
Expected successes E[X]
—
= n × p by linearity of expectation. "Expected 1 success" is not the same as "guaranteed at least one".
Reverse: how many trials to reach a target probability?
Smallest n*
—
Formula P = 1 − (1 − p)ⁿ, assuming the n trials are i.i.d. For very small p × very large n, the tool uses expm1 / log1p to stay numerically stable.
Formula
P(至少一次) = 1 − (1 − p)ⁿ P(一次都冇) = (1 − p)ⁿ E[成功次數] = n · p 達到目標 T 所需嘅 n* = ⌈ln(1 − T) / ln(1 − p)⌉
- · 常見直覺錯誤:人會用 n × p 當「至少一次」嘅機率,但 n × p 係 E[X](期望次數),唔係機率。當 p 細而 n 中等(np ≈ 1)時,P(至少一次) ≈ 1 − e⁻¹ ≈ 63.2%,唔係 100%。
- · 對 n × p ≪ 1 嘅稀有事件,P(至少一次) ≈ np 係好近似(Poisson 近似)。例如 p = 0.001, n = 10 → np = 0.01,P(≥1) = 0.00996,差距可以忽略。
- · 對 n × p ≫ 1 嘅常見事件,P(至少一次) 飽和向 1,但要達到 99%、99.9%、99.99% 所需嘅 n 增加得好慢(log 級數)— 例如 p = 0.5 要 99% 只需 n = 7。
- · 當 p 極細、n 極大(如 p = 1e⁻⁹、n = 1e⁶),naïve 計算 1 − (1 − p)ⁿ 會因為浮點精度損失而報 0。工具改用 −expm1(n · log1p(−p)) 嘅形式,保證至小數第十二位仍然準確。
- · 反算公式 n* = ⌈ln(1 − T) / ln(1 − p)⌉ 來自將 P 反解:1 − (1 − p)ⁿ ≥ T ⇔ n ≥ ln(1 − T)/ln(1 − p)。當 p < 1,T = 1 永遠唔到(n 趨向無限),工具會明確報「無法達到」。
- · 參考:Sheldon Ross《A First Course in Probability》第 3.4 節(獨立事件同補集法則);Grinstead & Snell《Introduction to Probability》第 4.1 節。
Frequently asked
Gacha 1% 機率抽 100 次,咁係咪一定抽到?
唔係 — 真正嘅 P(至少一次) = 1 − 0.99¹⁰⁰ ≈ 63.4%,仲有 36.6% 嘅機會 100 抽都 0 個。原因係期望值 E[X] = 100 × 0.01 = 1.0(平均「一支」),但平均 1 唔等於「100% 至少 1」— 機率分佈下,有人會 0、1、2、3 支甚至更多。要去到 99% 都至少有 1 支,需要約 459 抽(⌈ln(0.01) / ln(0.99)⌉ = 459)。所以遊戲嘅「保底機制」(pity)係彌補呢個運氣風險,唔係多餘嘢。
咁如果我買兩注六合彩,中頭獎嘅機率係咪兩倍?
對於極稀有事件(六合彩中頭獎大約 1 in 13.98M),「兩倍」係非常準確嘅近似 — 因為 p ≈ 7.15 × 10⁻⁸,n = 2,所以 P(中至少一次) = 1 − (1 − p)² ≈ 2p − p² ≈ 2p,差別只係 5 × 10⁻¹⁵,肉眼睇唔到。但係如果 n 大到 np 接近 1(例如連買 13 980 000 期),「n × p」就 over-estimate — 真實 P 接近 1 − e⁻¹ ≈ 63.2%,唔係 100%。直覺嘅「乘以 n」喺 n × p ≪ 1 時得(Poisson 近似),喺 n × p 接近 1 時 break down。
23 個人入面有兩個人同月同日生日嘅機率 50%(生日悖論),同呢條式有冇關?
原本嘅「生日悖論」係問「23 人中有任何一對撞生日」嘅機率(≈ 50.73%),佢用「全部 23 人都唔同日生日」嘅補集計,並非 1 − (1 − p)ⁿ — 因為個個比較對之間並非完全獨立。但有一個密切相關嘅問法:「23 個人中,有人同我(一個特定嘅人)同生日」嘅機率 — 呢個就係 1 − (1 − 1/365)²² ≈ 5.85%(用 22 因為我自己唔計),可以直接用呢個工具計(p = 1/365 ≈ 0.27%,n = 22)。兩個問題嘅答案差成 8 倍 — 一個好提醒「至少一次」嘅獨立假設要嚴格成立。
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