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數學

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)

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)⌉

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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輸入正 n 邊形嘅邊數 n 同邊長 s,工具一次計算內角、外角、內切圓半徑、外接圓半徑、面積同周長,覆蓋三角形、正方形、五邊形、六邊形以至高邊數。

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輸入 n,計算第 n 個卡塔蘭數 Cₙ = (2n)! / ((n+1)! · n!) — 計算機科學常用,數括號配對、二叉樹形狀、Dyck 路徑等組合問題嘅標準解。

RMSE / MAE 預測誤差計算機

輸入一組實際值同對應預測值,工具同時計算 MAE、MSE、RMSE、R² 同 MAPE,用於機器學習回歸評估、銷售預測同實驗對比,仲會講解三個指標嘅敏感度差異。

二元一次方程組求解(Cramer's Rule)

輸入 ax + by = e 同 cx + dy = f 嘅 6 個係數,工具用 Cramer 法則計算 x, y、行列式 D 同分類情況(唯一解 / 無解 / 無窮多解),同步顯示步驟方便檢查作業。