確率計算(独立事象)
前の結果が次の結果に影響しない(独立な)事象について、「すべて起こる」「少なくとも 1 回起こる」「1 回も起こらない」確率を計算します。
計算式
確率 p の事象を n 回繰り返す(各回は独立)とき:
- すべて起こる = p^n
- 1 回も起こらない = (1 − p)^n
- 少なくとも 1 回起こる = 1 − (1 − p)^n(「1 回も起こらない」の余り)
確率が p1・p2・… と異なる独立な事象のとき:
- すべて起こる = p1 × p2 × …
- 1 つも起こらない = (1 − p1) × (1 − p2) × …
- 少なくとも 1 つ起こる = 1 − (1 − p1) × (1 − p2) × …
計算は、分数(BigInt)で正確に行い、表示のときだけ丸めます(%は有効数字 7 桁)。1/6 のように割り切れない確率も、分数で入力すれば正確です。
必要な試行回数(逆算)
「少なくとも 1 回起こる確率」を、目標以上にするのに必要な、最小の試行回数を求めます。(1 − p)^n が、(1 − 目標) 以下になる最小の n で、分数の大小比較で正確に求めます。
- 試行回数の上限は 1,000 回です。1,000 回までの試行で、目標に届かないときは、理由と、1,000 回のときの確率を表示します。
- 確率が 0% のときは、起こり得ないので、目標(0% を除く)には届きません。
- 目標が 100% のときは、1 回あたりの確率が 100% でない限り、有限の回数では 100% になりません(99.99…% に近づくだけ)。1 回あたり 100% なら、1 回です。
- 目標が 0% のときは、何も試さなくても(0 回で)満たします。
0%・100%・0 回のとき
- 確率 0%:「すべて起こる」は 0(n ≧ 1 のとき)、「1 回も起こらない」は 1、「少なくとも 1 回」は 0。
- 確率 100%:「すべて起こる」は 1、「1 回も起こらない」は 0(n ≧ 1 のとき)、「少なくとも 1 回」は 1。
- 試行回数 0 回:何も試さないので、「すべて起こる」と「1 回も起こらない」は 1(100%)、「少なくとも 1 回」は 0 とします(特別な扱い)。
計算例
- 1/6 のサイコロを 3 回 → すべて 6 の目 = 1/216(約 0.4630%)、1 回も 6 が出ない = 125/216(約 57.87%)、少なくとも 1 回 6 が出る = 91/216(約 42.13%)
- 当たり 1% のガチャを 100 回 → 少なくとも 1 回当たる = 約 63.40%、1 回も当たらない = 約 36.60%
- 逆算:当たり 1% で、少なくとも 1 回当たる確率を 90% 以上にするには → 230 回(229 回では約 89.99%)
- 異なる確率 50%・20%・10% → すべて起こる 1%、1 つも起こらない 36%、少なくとも 1 つ起こる 64%
順列・組み合わせとの違い
順列・組み合わせ計算は、**何通りの選び方があるか(場合の数)**を求めます。この計算は、各回の起こりやすさがわかっているとき、事象が起こる確率を求めます。確率を「ある場合の数 ÷ 全体の場合の数」で表すときは、場合の数を順列・組み合わせで求め、分数計算で分数にできます。
「ちょうど k 回起こる確率」(二項分布)は、扱っていません。
よくある質問
「少なくとも 1 回」は、どう計算しますか?
「1 回も起こらない確率」を 1 から引きます。たとえば、1% のガチャを 100 回引いて、1 回も当たらない確率は 0.99 の 100 乗(約 36.60%)なので、少なくとも 1 回当たる確率は約 63.40% です。
確率 1% のガチャを 100 回引けば、必ず当たりますか?
いいえ。約 36.60% の確率で、1 回も当たりません。「1% を 100 回で 100%」とはなりません。