確率計算ツール(組合せ・順列・期待値・ガチャ確率・ベイズ定理)
n通りの結果のうちm通りが目的の事象のとき、確率を計算します。
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n個の異なるものからr個を選んで一列に並べる場合の数 P(n,r) = n!/(n-r)! を計算します。
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n個の異なるものからr個を選ぶ場合の数 C(n,r) = n!/(r!×(n-r)!) を計算します。
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各事象の「値」と「確率」を入力して期待値・分散・標準偏差を計算します。確率の合計が1になるように入力してください。
| 事象 | 値 x | 確率 p |
|---|
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1回あたりの確率 p と試行回数 n を入力して、「少なくとも1回起こる確率」を計算します。
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ガチャの確率・試行回数・天井を設定して、当たりを引ける確率とグラフを表示します。
累積当選確率グラフ(試行回数 vs 確率%)
横軸: 試行回数 / 縦軸: 少なくとも1回当たる確率(%)
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事前確率・感度・偽陽性率を入力して条件付き確率(事後確率)を計算します。医療検査・迷惑メール判定等に活用できます。
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モード1 単純確率
「n通り中m通り」を入力すると確率(分数・小数・%)を即計算。コイン・サイコロ・カード等の基本確率に。
モード2 順列 P(n,r)
n個の中からr個を選んで並べる場合の数。計算過程(n × (n-1) × … の展開)を表示。
モード3 組合せ C(n,r)
n個の中からr個を選ぶ場合の数。パスカルの三角形との関係も表示。確率計算と組み合わせて活用。
モード4 期待値
複数の事象(値・確率)を入力して期待値・分散・標準偏差を一括計算。確率の合計が1でない場合も警告表示。
モード5 余事象
「少なくとも1回起こる確率」を試行回数で計算。1 - (1-p)^n の式を計算過程付きで表示。
モード6 ガチャ確率
n回試行でk回以上当たる確率を二項分布で計算。累積確率グラフ(Canvas)・天井設定対応。
モード7 ベイズ定理
事前確率・尤度・偽陽性率を入力して条件付き確率(事後確率)を計算。医療検査・迷惑メール判定の例付き。
順列と組合せは「順序を区別するかどうか」で使い分けます。
| 項目 | 順列 P(n,r) | 組合せ C(n,r) |
|---|---|---|
| 意味 | n個からr個を選んで並べる | n個からr個を選ぶ |
| 順序 | 区別する(AB≠BA) | 区別しない(AB=BA) |
| 公式 | P(n,r) = n! / (n-r)! | C(n,r) = n! / (r! × (n-r)!) |
| 関係 | C(n,r) = P(n,r) ÷ r! | |
| 例(n=5,r=2) | 5×4 = 20通り | 10通り |
よく使う値の早見表 C(n,r)
| n\r | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 1 | - | - | - | - | - |
| 1 | 1 | 1 | - | - | - | - |
| 2 | 1 | 2 | 1 | - | - | - |
| 3 | 1 | 3 | 3 | 1 | - | - |
| 4 | 1 | 4 | 6 | 4 | 1 | - |
| 5 | 1 | 5 | 10 | 10 | 5 | 1 |
| 6 | 1 | 6 | 15 | 20 | 15 | 6 |
確率論の基礎となる定理を整理します。
加法定理(和の確率)
互いに排反な事象A・BのどちらかがおきるP(A∪B) = P(A) + P(B)
排反でない場合: P(A∪B) = P(A) + P(B) - P(A∩B)
乗法定理(積の確率)
独立な事象A・B両方が起きるP(A∩B) = P(A) × P(B)
条件付き確率: P(A∩B) = P(A) × P(B|A)
余事象の公式
P(Aでない) = 1 - P(A)
「少なくとも1回起こる」= 1 - 「1回も起こらない」確率を利用すると計算が簡単になります。
条件付き確率(ベイズ定理)
P(A|B) = P(B|A) × P(A) / P(B)
「BがわかっているときにAが起こる確率」。医療検査・迷惑メール判定・機械学習で活用。
確率変数Xの統計量を計算する公式です。くじ・ゲーム・投資の損益期待値を評価するときに使います。
計算公式
E(X) = Σ(xi × pi)
E(X²) = Σ(xi² × pi)
V(X) = E(X²) - [E(X)]²
σ = √V(X)
1等100万円(確率0.001)+ 2等1万円(確率0.01)+ 外れ0円(確率0.989)
E(X) = 1,000,000×0.001 + 10,000×0.01 + 0×0.989 = 1,000 + 100 = 1,100円
チケット代が1,000円なら期待値はプラス(1,100円)ですが、実際の宝くじは確率が非常に低いため注意が必要です。
ガチャは「n回試行でk回以上当たる確率」を二項分布で計算します。
二項分布の公式
n回試行してちょうどk回当たる確率:
P(X=k) = C(n,k) × p^k × (1-p)^(n-k)
k回以上当たる確率: P(X≥k) = Σ P(X=i) for i=k to n
「少なくとも1回当たる」確率
1 - (1-p)^n
確率1%のガチャで少なくとも1回当たる確率:
50回: 1 - 0.99^50 ≈ 39.5%
100回: 1 - 0.99^100 ≈ 63.4%
230回: 1 - 0.99^230 ≈ 90.0%
459回: 1 - 0.99^459 ≈ 99.0%
天井(確定排出)の考え方
多くのガチャゲームには「n回引いたら確定で当たり」という天井があります。天井が100回なら、最大100回で必ず当たります。期待回数はガチャ確率モードで計算できます。
複数回引く場合の注意
各回の結果は独立です。「今まで当たっていないから次は当たりやすい」というのは誤りです(ギャンブラーの誤謬)。毎回1%なら何回外れても次回も1%です。
ベイズの定理は「新しい情報(証拠)を得た後に確率を更新する」ための公式です。医療・AI・機械学習の基礎です。
ベイズの定理
P(A|B) = P(B|A) × P(A) / [P(B|A)×P(A) + P(B|¬A)×P(¬A)]
有病率 P(病気) = 1%(0.01)
感度(病気→陽性) P(陽性|病気) = 90%(0.90)
偽陽性率 P(陽性|健康) = 5%(0.05)
検査陽性のとき実際に病気の確率:
P(病気|陽性) = 0.90×0.01 / (0.90×0.01 + 0.05×0.99)
= 0.009 / (0.009 + 0.0495) = 0.009 / 0.0585 ≈ 15.4%
有病率が低いと、感度90%でも陽性の15%しか本当の病気ではありません。