1回あたりの確率と、くり返す回数を入力してください。事象Aと事象Bの2つ分を同時に計算し、組み合わせの確率も表示します。
このページでできること
- 「1回あたりの確率」と「くり返す回数」を入れるだけで、\(n\) 回連続で起こる確率がその場でわかります
- 「少なくとも1回は起こる確率」「一度も起こらない確率」も同時にまとめて計算します
- 2つの出来事AとBを同時に計算して、「Aは少なくとも1回起こり、Bは一度も起こらない確率」のような組み合わせも求められます
- 式のやさしい解説・Excel/Googleスプレッドシート/Python用のコピペ数式・計算ドリル(演習問題)もこのページにまとまっています
この計算は何の役に立つ?
「当たり確率1%のガチャを100回引いたら、さすがに1回は当たるはず」——実際に計算すると、少なくとも1回当たる確率は \(1 - 0.99^{100} \fallingdotseq 0.634\)(63.4%)で、3人に1人は100回引いても全部外れます。
「少なくとも1回」の式を知っていると、課金や挑戦回数の計画を感覚ではなく数字で立てられます。
病気でなくても検査で「陽性」と出てしまうこと(偽陽性)は、1回あたり数%の確率で起こります。仮に1回5%とすると、毎年の検診を10年続けたとき少なくとも1回偽陽性を経験する確率は \(1 - 0.95^{10} \fallingdotseq 0.4\)(40%)にもなります。
「検診で引っかかった=病気」ではなく「くり返せば誰でも一度は経験しうること」だと知っておくと、再検査の通知にも冷静に向き合えます。人生の大きな不安を数字で整理できる、一番役に立つ応用例の一つです。
地震の長期予測で使われる「30年以内に発生する確率」は、この「少なくとも1回起こる確率」と同じ考え方が土台になっています(実際の評価では、地震の周期性を考慮したより精密な確率モデルが使われています)。
この式がわかると、「今年起こらなかったから安全になった」わけではないことや、期間が延びるほど確率が着実に積み上がることが実感でき、保険や備蓄など防災の判断に活かせます。
不良率0.5%の部品を10個組み込んだ製品で、不良部品が1つも入っていない確率は \((1 - 0.005)^{10} \fallingdotseq 0.951\)(95.1%)です。
部品点数が増えるほど「全部無事」の確率は下がっていくため、製造業ではこの式で製品全体の合格率を見積もり、部品ごとに許される不良率を逆算しています。
当選確率10%の抽選に7回応募すると、少なくとも1回当たる確率は \(1 - 0.9^{7} \fallingdotseq 0.52\)(52%)と、ようやく五分五分を超えます。
「何回やれば半分くらいの見込みになるか」を計算できると、応募やチャレンジの労力のかけどころを判断しやすくなります。
式
用語・記号の解説
記号
| \(p\) | ピー | 1回の試行でその事象が起こる確率。(例:ガチャの当たり確率0.25) |
| \(n\) | エヌ | くり返す回数。(例:4回引くなら \(n = 4\)) |
| \(p^n\) | ピーのエヌ乗 | \(p\) を \(n\) 回掛け合わせた値。右上の小さい \(n\) は「\(n\) 回掛ける」という意味の指数です。(例:\(0.5^3 = 0.5 \times 0.5 \times 0.5 = 0.125\)) |
| \(1-p\) | いち引くピー | 1回の試行でその事象が「起こらない」確率(余事象の確率)です。 |
| \(P\) | ピー(大文字) | 求めたい確率。このページでは「\(n\) 回連続で起こる確率」「少なくとも1回は起こる確率」などを表します。 |
用語
| 事象 | じしょう | 「サイコロで6が出る」「くじが当たる」のような、起こるか起こらないかが決まる出来事のこと。数学では出来事を「事象」と呼びます。 |
| 試行 | しこう | サイコロを振る、くじを引く、といった「確率的な結果が出る行動」の1回1回のこと。このページの式は同じ試行を \(n\) 回くり返す場面を扱います。 |
| 独立 | どくりつ | 前の結果が次の起こりやすさに影響しないこと。サイコロやコインは何回投げても毎回同じ確率なので独立です。 |
| 反復試行 | はんぷくしこう | 同じ条件の試行を何回もくり返すこと。高校の数学Aで「反復試行の確率」として学ぶ、このページの式の正式な呼び名です。 |
| 余事象 | よじしょう | その出来事が「起こらない」という反対側の事象。「少なくとも1回起こる」の余事象は「一度も起こらない」で、この言い換えがこのページの式3の鍵です。 |
| 累乗 (べき乗) |
るいじょう | 同じ数を何回も掛け合わせる計算。\(0.5^3\) のように右上に小さく書いた数(指数)が掛ける回数を表します。 |
前提として理解しておくといいこと
このページの計算を「意味がわかって」使えるようになるために、前提として理解しておくといいことをまとめました。
| 確率の基礎(中学2年) |
|
| 累乗・指数(中学1年) |
|
| 余事象の考え方(中学2年〜高校 数学A) |
|
| 小数の掛け算(小学5年) |
|
Excelで計算する方法
| 1回で起こる確率 p | 0.25 |
| くり返す回数 n | 4 |
| n回連続で起こる確率 | =B1^B2 |
| 1回で起こる確率 p | 0.25 |
| くり返す回数 n | 4 |
| 一度も起こらない確率 | =(1-B1)^B2 |
| 1回で起こる確率 p | 0.25 |
| くり返す回数 n | 4 |
| 少なくとも1回は起こる確率 | =1-(1-B1)^B2 |
「^」はべき乗(何回掛ける)の記号です。「=B1^B2」は「B1の値をB2回掛ける」という意味になります。
例えば3つ目の表なら、B3に約0.684(約68%)と表示されます。B1とB2を自分の数値に書き換えるだけで使えます。
Googleスプレッドシートで計算する方法
| 1回で起こる確率 p | 0.25 |
| くり返す回数 n | 4 |
| n回連続で起こる確率 | =B1^B2 |
| 1回で起こる確率 p | 0.25 |
| くり返す回数 n | 4 |
| 一度も起こらない確率 | =(1-B1)^B2 |
| 1回で起こる確率 p | 0.25 |
| くり返す回数 n | 4 |
| 少なくとも1回は起こる確率 | =1-(1-B1)^B2 |
Pythonで計算する方法
probability_per_trial = 0.25 # 1回あたりの確率
number_of_trials = 4 # くり返す回数
p_every_time = probability_per_trial ** number_of_trials # n回連続で起こる確率
p_never = (1 - probability_per_trial) ** number_of_trials # 一度も起こらない確率
p_at_least_once = 1 - p_never # 少なくとも1回は起こる確率
print(f"{number_of_trials}回連続で起こる確率: {p_every_time}")
print(f"一度も起こらない確率: {p_never}")
print(f"少なくとも1回は起こる確率: {p_at_least_once}")
数式記述言語(LaTeX等)での書き方(コピペ可)
P = pⁿ
P = p^{n}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>P</mi>
<mo>=</mo>
<msup><mi>p</mi><mi>n</mi></msup>
</mrow>
</math>
P = p^n
p^n
P := p^n;
P = p^n;
P = p^n
P = (1 − p)ⁿ
P = (1-p)^{n}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>P</mi>
<mo>=</mo>
<msup>
<mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><mi>p</mi><mo>)</mo></mrow>
<mi>n</mi>
</msup>
</mrow>
</math>
P = (1 - p)^n
(1 - p)^n
P := (1 - p)^n;
P = (1 - p)^n;
P = (1 - p)^n
P = 1 − (1 − p)ⁿ
P = 1 - (1-p)^{n}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>P</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
<mo>−</mo>
<msup>
<mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><mi>p</mi><mo>)</mo></mrow>
<mi>n</mi>
</msup>
</mrow>
</math>
P = 1 - (1 - p)^n
1 - (1 - p)^n
P := 1 - (1 - p)^n;
P = 1 - (1 - p)^n;
P = 1 - (1 - p)^n
ChatGPT に聞いて計算してもらう方法
あなたは確率の計算アシスタントです。次の計算を、必ずPythonコードを実際に実行して行い、実行結果の数値だけを根拠に回答してください(暗算や推測で答えないでください)。 1回あたりの当たり確率が0.25のガチャを4回引きます。毎回の結果は独立です。 次の値をそれぞれ求めてください。 1. 4回すべて当たる確率 2. 4回とも外れる確率 3. 少なくとも1回当たる確率 計算に使った式と、実行結果の数値を示してください。
計算ドリル(演習問題)
このページの式を、自分の手で計算できるようになるための演習問題です。
答えと解説は解答ページにあります。
使い方
-
1数値を入力計算したい数値を入力欄に入力します
-
2計算「計算する」ボタンを押します
-
3結果を確認計算結果がその場に表示されます。計算の考え方や式の解説も同じページで確認できます
DataChefの特徴
専門知識不要、直感的で簡単な操作
個人情報を登録することなく使用できます
「ダウンロード」押下でファイルを自動削除
クレジット表記不要
商用利用許諾の連絡も不要です
