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확률분포 계산기

정규·t·카이제곱·F·지수·이항·포아송 분포의 확률과 분위수를 먼 꼬리까지 정확하게 계산하고, 해당 영역을 그래프에 칠해 보여 줍니다.

결과 — P(X ≤ x)
0.9750021049
여사건 (1 − 결과)
0.02499789515
평균
0
표준편차
1

브라우저에서 불완전 감마·베타 함수로 계산하며, 분포에서 값이 작은 쪽에서 평가하므로 먼 꼬리에서도 정밀도가 유지됩니다.

사용법

  1. 분포를 고르고 매개변수를 채우세요. 정규분포는 평균과 표준편차, t와 카이제곱은 자유도, 이항분포는 n과 p입니다.
  2. 확률을 구하려면 사건(이하, 미만, 이상, 초과, 사이, 정확히)을 고르고 x, 또는 a와 b를 넣습니다.
  3. 임계값을 구하려면 확률로 x 구하기로 바꿔 p를 넣고 아래쪽 꼬리, 위쪽 꼬리, 가운데 구간 중 하나를 고릅니다.
  4. 개수 분포에서는 이상인지 초과인지 확인하세요. 도구는 표현 그대로 끝점을 다룹니다.
  5. 칠해진 그래프를 보고 원하는 영역을 물었는지 확인하세요.

자세한 설명

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분포를 고르고 매개변수를 넣은 뒤, 값을 주면 확률을 구하고(P(X ≤ x), P(X ≥ x), P(a ≤ X ≤ b) 등), 확률을 주면 그 확률을 잘라 내는 값을 구합니다(아래쪽 꼬리, 위쪽 꼬리, 가운데 구간). 정규, t, 카이제곱, F, 지수 분포와 개수를 세는 이항, 포아송 분포를 다루며, 통계 교재 뒤쪽의 인쇄된 표를 대신합니다. 정규분포 97.5%의 1.960, 자유도 10인 t의 2.228, 자유도 1인 카이제곱의 3.841이 모두 표에 인쇄된 대로 나옵니다. 간단한 계산기보다 신중한 점이 두 가지 있습니다. 모든 확률을 분포에서 값이 작은 쪽에서 불완전 감마나 베타 함수로 계산하고, 1에 가까운 값에서 빼는 식으로 구하지 않습니다. 그래서 표준정규가 8.3을 넘을 확률 5.2 × 10⁻¹⁷이 0으로 반올림되지 않고 유효숫자를 모두 유지하며, 표준편차 수백 배 떨어진 이항 개수도 마찬가지입니다. 또 개수 분포에서는 끝점을 제대로 다룹니다. n = 10, p = 0.3인 이항분포에서 P(X ≥ 3)은 0.617, P(X > 3)은 0.350으로, 연속변수용 공식으로는 이 차이가 조용히 사라집니다. 개수 분포의 분위수는 목표 확률에 정확히 맞는 값이 대개 없으므로 scipy와 R이 쓰는 정의, 즉 누적확률이 목표에 도달하는 가장 작은 값을 따릅니다. 연속분포의 분위수는 10⁻¹² 같은 확률에서도 완전한 정밀도로 구합니다. 답을 scipy의 분포 함수에 되돌려 넣어 확인해 보니, scipy의 역함수가 다섯째 자리에서 흔들리는 곳에서도 이쪽이 더 정확했습니다. 그래프는 묻는 영역을 칠해 보여 줍니다. 평균과 표준편차도 보여 주며, 자유도 1인 t처럼 존재하지 않는 경우에는 정의되지 않음으로 표시합니다.

자주 묻는 질문

P(X ≥ 3)과 P(X > 3)이 왜 다른가요?

개수는 정확히 3일 수 있기 때문입니다. 이항이나 포아송 변수에서 P(X ≥ 3)은 3의 확률을 포함하고 P(X > 3)은 포함하지 않습니다. n = 10, p = 0.3이면 그 한 값이 확률 0.267을 차지합니다. 연속변수에서는 한 값의 확률이 0이라 둘이 같습니다.

아주 작은 확률은 얼마나 정확한가요?

먼 꼬리에서도 유효숫자 약 12자리까지 정확합니다. 각 꼬리를 직접 계산합니다. 정규분포의 위쪽 꼬리는 불완전 감마 함수로, 이항분포의 위쪽 꼬리는 불완전 베타 함수로 구하며, 아래쪽 꼬리를 1에서 빼지 않습니다. 그렇게 하면 답이 10⁻¹⁶ 아래로 내려가는 순간 모든 자릿수를 잃기 때문입니다. 값은 10⁻²⁹³ 부근의 확률까지 범위 전체에서 scipy와 비교했습니다.

이산분포의 분위수는 무엇인가요?

누적확률이 정확히 p인 개수는 보통 없으므로, 누적확률이 p 이상인 가장 작은 k를 돌려주는 것이 관례입니다(위쪽 꼬리는 위쪽 꼬리 확률이 p 이하인 가장 작은 k). scipy의 ppf와 isf, R의 qbinom과 qpois가 돌려주는 값이며, 이 도구도 이를 따릅니다.

어떤 설정에서는 왜 평균이 정의되지 않나요?

평균을 정의하는 적분이 수렴하지 않기 때문입니다. 자유도 1인 t 분포, 즉 코시 분포는 평균이 없고, 자유도 2 이하에서는 분산이 무한대입니다. F 분포는 분모 자유도가 2보다 커야 평균이, 4보다 커야 분산이 있습니다. 도구는 의미 없는 숫자를 찍는 대신 이를 표시합니다.

양측 검정에는 어떤 임계값이 필요한가요?

5% 양측 검정이라면 가운데 95% 구간, 또는 같은 뜻으로 p = 0.025의 위쪽 꼬리 값을 쓰세요. 1.960과 2.228이 여기서 나옵니다. 5% 단측 검정이라면 p = 0.05의 위쪽 꼬리를 쓰며, 정규분포에서는 1.645입니다.

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