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Binomialverteilung Rechner

Binomialverteilung online berechnen: P(X = k), P(X ≤ k), P(X ≥ k) und Intervalle, dazu Erwartungswert, Varianz, Tabelle, Diagramm und Rechenweg.

z. B. 0,25; 25 % oder 1/4

Im Diagramm hervorheben
Erwartungswert μ = np
Varianz σ² = np(1 − p)
Standardabweichung σ
gewähltes Ereignis übrige Werte

Lösung Schritt für Schritt

    Wahrscheinlichkeitstabelle

    xP(X = x)P(X ≤ x)P(X ≥ x)

    Über diesen Rechner

    Die Binomialverteilung beschreibt die Anzahl der Treffer X bei einer festen Zahl von n Versuchen, wenn jeder Versuch dieselbe Trefferwahrscheinlichkeit p hat und sich die Versuche nicht gegenseitig beeinflussen – eine sogenannte Bernoulli-Kette. Typische Beispiele sind die Anzahl „Kopf“ bei 10 Münzwürfen, die Zahl defekter Teile in einer Lieferung von 50 Stück oder die Zahl richtig geratener Antworten in einem Multiple-Choice-Test.

    Geben Sie oben n, p und k ein. Der Rechner liefert die Wahrscheinlichkeit für genau k Treffer und alle vier kumulierten Wahrscheinlichkeiten (weniger als, höchstens, mehr als, mindestens), die Wahrscheinlichkeit für einen Wert zwischen zwei Grenzen, Erwartungswert, Varianz und Standardabweichung, eine Wahrscheinlichkeitstabelle, ein Diagramm und einen vollständigen Rechenweg mit Ihren eigenen Zahlen.

    Alle Ergebnisse werden direkt in Ihrem Browser exakt aus der Formel der Binomialverteilung berechnet – nicht über eine Näherung durch die Normalverteilung und nicht aus einer gedruckten Tabelle –, und zwar für jedes n von 1 bis 100.000.

    So funktioniert’s

    1. Geben Sie die Anzahl der Versuche n ein (eine ganze Zahl).
    2. Geben Sie die Trefferwahrscheinlichkeit p für einen einzelnen Versuch ein – als Dezimalzahl (0,25 oder 0.25), als Prozentwert (25 %) oder als Bruch (1/4).
    3. Geben Sie die Anzahl der Treffer k ein, die Sie interessiert.
    4. Wählen Sie das Ereignis, das hervorgehoben werden soll – zum Beispiel „Mindestens k“ –, oder wählen Sie „Zwischen a und b“ und geben Sie beide Grenzen ein.
    5. Lesen Sie Ergebnisse, Tabelle und Diagramm ab. Sie aktualisieren sich schon während der Eingabe, ebenso die Seitenadresse – so können Sie Ihre Eingaben als Lesezeichen speichern oder teilen.

    Die Formeln

    Wahrscheinlichkeit für genau k Treffer

    P(X = k) = C(n, k) · pᵏ · (1 − p)ⁿ⁻ᵏ

    pᵏ ist die Wahrscheinlichkeit, dass k bestimmte Versuche alle Treffer sind, und (1 − p)ⁿ⁻ᵏ die Wahrscheinlichkeit, dass die übrigen n − k Versuche alle Nieten sind. C(n, k) zählt, in wie vielen verschiedenen Reihenfolgen die Treffer auftreten können – die Formel multipliziert also die Wahrscheinlichkeit eines bestimmten Pfades mit der Anzahl solcher Pfade.

    Binomialkoeffizient

    C(n, k) = n! / (k! · (n − k)!)

    Auch ⁿCₖ geschrieben und „n über k“ gelesen: die Anzahl der Möglichkeiten, festzulegen, welche k der n Versuche die Treffer sind.

    Kumulierte Wahrscheinlichkeiten

    P(X ≤ k) = P(X = 0) + P(X = 1) + … + P(X = k) P(X ≥ k) = 1 − P(X ≤ k − 1)

    Kumulierte Wahrscheinlichkeiten addieren einzelne Werte. Wird die Summe auf einer Seite lang, geht es mit dem Gegenereignis schneller: Die Wahrscheinlichkeiten aller Ergebnisse ergeben zusammen immer 1.

    Erwartungswert, Varianz und Standardabweichung

    μ = n·p σ² = n·p·(1 − p) σ = √(n·p·(1 − p))

    Der Erwartungswert ist die durchschnittliche Trefferzahl auf lange Sicht. Die Standardabweichung gibt an, wie weit ein typisches Ergebnis von diesem Durchschnitt entfernt liegt.

    Rechenbeispiele

    Beispiel 1: sechsmal Kopf bei 10 Münzwürfen

    Eine faire Münze wird 10-mal geworfen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für genau 6-mal Kopf und für höchstens 6-mal Kopf? Hier ist n = 10, p = 0,5 und k = 6.

    1. Anordnungen zählen: C(10, 6) = 10! / (6! · 4!) = 210.
    2. Wahrscheinlichkeit einer bestimmten Anordnung: 0,5⁶ · 0,5⁴ = 0,0009765625 (also 1/1024).
    3. Multiplizieren: P(X = 6) = 210 × 0,0009765625 = 0,205078125.
    4. Für „höchstens 6“ ist das Gegenereignis kürzer: P(X ≥ 7) = (C(10,7) + C(10,8) + C(10,9) + C(10,10)) / 1024 = (120 + 45 + 10 + 1) / 1024 = 176/1024 = 0,171875.
    5. Also ist P(X ≤ 6) = 1 − 0,171875 = 0,828125.

    Ergebnis: P(X = 6) = 0,205078125 (etwa 20,5 %) und P(X ≤ 6) = 0,828125 (etwa 82,8 %).

    Beispiel 2: einen Test durch Raten bestehen

    Ein Test besteht aus 20 Multiple-Choice-Fragen mit je 4 Antwortmöglichkeiten. Ein Schüler rät bei jeder Frage. Zum Bestehen braucht er 10 richtige Antworten. Wie groß ist die Chance, dass er besteht? Hier ist n = 20 und p = 0,25; gesucht ist P(X ≥ 10).

    1. Erwartungswert und Streuung: μ = 20 × 0,25 = 5 richtige Antworten, σ = √(20 × 0,25 × 0,75) ≈ 1,936.
    2. Der einzelne Wert an der Bestehensgrenze: P(X = 10) = 184.756 × 0,25¹⁰ × 0,75¹⁰ = 0,0099222753.
    3. Mit dem Gegenereignis: P(X ≥ 10) = 1 − P(X ≤ 9) = 1 − 0,9861355831.

    Ergebnis: P(X ≥ 10) = 0,0138644169, also rund 1,4 % – im Schnitt etwa einmal in 72 Fällen. Die Bestehensgrenze von 10 liegt etwa 2,6 Standardabweichungen über dem, was Raten im Durchschnitt bringt.

    Wann der Rechner zur Binomialverteilung passt

    Wann er nicht passt

    Häufige Fehler

    Häufige Fragen

    Ist das ein Rechner für Binomialwahrscheinlichkeiten oder für die Binomialverteilung?

    Beides. Er liefert die Wahrscheinlichkeit für einen einzelnen Wert, P(X = k), und die kumulierten Wahrscheinlichkeiten, die die gesamte Verteilung beschreiben – dazu eine Tabelle aller wahrscheinlichen Werte von X.

    Wie berechne ich die Wahrscheinlichkeit für mindestens k Treffer?

    Mit P(X ≥ k) = 1 − P(X ≤ k − 1). Geben Sie oben n, p und k ein und lesen Sie die Zeile „P(X ≥ k)“ ab; wenn Sie „Mindestens k“ auswählen, werden die passenden Balken im Diagramm zusätzlich hervorgehoben.

    Wie finde ich die Wahrscheinlichkeit, dass X zwischen zwei Zahlen liegt?

    Wählen Sie die Option „Zwischen a und b“ und geben Sie beide Grenzen ein. Der Rechner addiert P(X = a) bis P(X = b), beide Grenzen sind also eingeschlossen. Sollen die Grenzen nicht dazugehören, verschieben Sie jede um eins nach innen.

    Wie groß sind Erwartungswert und Standardabweichung einer Binomialverteilung?

    Der Erwartungswert ist n·p, die Standardabweichung √(n·p·(1 − p)). Bei 10 fairen Münzwürfen ergibt das einen Erwartungswert von 5-mal Kopf und eine Standardabweichung von etwa 1,58.

    Kann ich p als Bruch oder Prozentwert eingeben?

    Ja. 1/6, 0,1667 und 16,67 % werden alle akzeptiert. Ein Bruch behält die volle Genauigkeit – praktisch bei Würfel- und Kartenaufgaben.

    Wie groß darf n sein?

    Bis zu 100.000 Versuche. Bei großem n zeigen Tabelle und Diagramm den Bereich um den Erwartungswert, in dem sich die Wahrscheinlichkeit konzentriert; jede kumulierte Wahrscheinlichkeit berücksichtigt trotzdem die vollständige Verteilung.

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