🎲概率模拟器 - 在线掷硬币、掷骰子、转盘、摸球实验(频率分布与大数定律)
课本上说「试验次数越多,频率越接近概率」,这里可以亲手验证。选择一种随机实验(硬币、骰子、转盘或摸球),设定试验次数后开始模拟:直方图里的柱子是实际频率,红点是精确算出的理论概率,下方曲线显示累计平均值如何随次数增加逐渐稳定到期望值,最后用卡方检验判断观测结果与理论是否一致。只想随机掷一次骰子,用「随机数生成」工具更方便;这里专门做大量重复试验与统计分析。
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如何使用概率模拟器(掷硬币/骰子)
- 1选择实验:掷硬币、掷骰子、转盘或摸球,并设置参数(枚数、骰子个数与面数、扇区权重、球数)
- 2选择试验次数(10~1,000,000)和动画速度,需要复现时填一个随机种子
- 3点「开始模拟」,观察直方图、累计平均曲线的变化,可随时暂停继续
- 4查看样本均值 / 方差与理论值的对比,以及卡方检验的 p 值
常见问题
- 什么是大数定律?在这里怎么看出来?
- 大数定律说的是:独立重复试验的次数越多,事件发生的频率越接近它的概率,样本平均值越接近期望。模拟时看「累计平均值」曲线:刚开始上下剧烈波动,几千次以后就紧贴红色虚线(理论期望)了。
- 两个骰子点数和为什么 7 的概率最大?
- 两个骰子共有 36 种等可能的结果,点数和为 7 的组合最多:(1,6)(2,5)(3,4)(4,3)(5,2)(6,1) 共 6 种,所以概率是 6/36 = 1/6;而 2 和 12 各只有 1 种组合。骰子越多,点数和的分布越接近正态分布的钟形。
- 卡方检验的 p 值怎么理解?
- p 值表示「如果骰子(或硬币)真的是公平的,出现至少这么大偏差的概率」。p ≥ 0.05 一般认为观测结果与理论一致;p < 0.05 说明差异显著。注意即使完全随机,也大约有 5% 的机会得到 p < 0.05。
- 放回和不放回摸球有什么区别?
- 放回抽样每次摸之前都把球放回,摸到红球的概率始终不变,红球个数服从二项分布;不放回时每摸走一个球,剩下的比例就变了,红球个数服从超几何分布,方差比放回时小。两种设置都可以在这里对比。