UNIT 11
이항분포
성공 또는 실패, 같은 성공확률, 독립인 반복. 세 조건이 만나면 이항분포가 나타납니다.
이 단원을 마치면
- 이항분포의 조건을 확인한다.
- 이항확률과 누적확률을 구한다.
- 평균 np와 분산 np(1−p)를 활용한다.
언제 이항분포인가?
각 시행에서 성공·실패를 구분하고, 시행 횟수 n이 고정되어 있으며, 시행들이 독립이고 성공확률 p가 같을 때 성공 횟수 X는 B(n,p)를 따릅니다. 성공은 원하는 사건에 붙인 이름입니다.
유한한 주머니에서 비복원추출하면 일반적으로 매번 성공확률이 달라지므로 그대로 이항분포로 놓을 수 없습니다.
한 순서의 확률 × 순서의 개수
정확히 k번 성공하는 특정 순서의 확률은 p^k(1−p)^(n−k)입니다. 성공할 k개의 위치는 C(n,k)가지이므로 둘을 곱합니다. 특정 순서 하나와 정확히 k번 성공하는 사건을 구분하세요.
적어도 한 번 성공은 1−P(X=0)으로 계산하면 간단합니다.
중심과 흩어짐
이항분포의 평균은 np, 분산은 np(1−p), 표준편차는 √{np(1−p)}입니다. 성공확률 p를 고정하고 n을 늘리면 횟수 X의 표준편차는 커질 수 있지만 비율 X/n의 표준편차는 작아집니다.
평균과 분산의 공식에서 n은 시행 횟수이지 성공 횟수가 아닙니다.
이항분포 탐색기
n, p, k와 사건의 범위를 바꾸며 막대의 넓이와 평균을 비교합니다.
해 볼 것 · n을 고정하고 p를 0.2에서 0.8로 바꿔 보세요. 두 분포의 모양은 어떤 관계인가요?
풀이 예제
공정한 동전을 5번 던질 때 앞면이 정확히 3번 나올 확률은?
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- X∼B(5,1/2)입니다.
- 앞면 위치는 C(5,3)=10가지입니다.
- 10×(1/2)³×(1/2)²=10/32=5/16입니다.
답: 5/16
독립 시행의 성공확률은 0.2이다. 3번 중 적어도 한 번 성공할 확률은?
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- 실패확률은 0.8입니다.
- 모두 실패할 확률은 0.8³=0.512입니다.
- 여사건을 이용하면 1−0.512=0.488입니다.
답: 0.488
각 제품의 불량 여부가 독립이고 불량확률이 0.05일 때 100개 중 불량 수의 평균과 분산은?
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- X∼B(100,0.05)입니다.
- E(X)=100×0.05=5입니다.
- V(X)=100×0.05×0.95=4.75입니다.
답: 평균 5개, 분산 4.75
X∼B(n,p), E(X)=6, V(X)=4.2이다. n,p를 구하자.
▸ 풀이 보기
- V(X)/E(X)=1−p이므로 4.2/6=0.7입니다.
- p=0.3입니다.
- np=6에서 n=6/0.3=20입니다.
답: n=20, p=0.3
- 독립성·일정한 p를 확인하지 않고 이항분포를 사용하지 않습니다.
- “정확히”와 “이상”, “이하”를 구분합니다.
한 장 요약
- 이항확률 —
P(X=k) = C(n,k)p^k(1−p)^(n−k) - 평균·분산 —
E(X)=np, V(X)=np(1−p) - 적어도 한 번 —
P(X≥1)=1−(1−p)^n
교육과정 · 2022 개정 교육과정 · 성취기준 12확통03-03 (원본 표기)
Practice
문제 풀기 10문제
- Q1기본
X∼B(10,0.3)일 때 E(X)는?
답 - Q2기본
X∼B(10,0.3)일 때 V(X)는?
답 - Q3기본
공정한 동전을 4번 던질 때 앞면이 정확히 2번일 확률은?
답 - Q4기본
X∼B(3,0.2)일 때 P(X=0)은?
답 - Q5기본
X∼B(3,0.5)일 때 P(X≥1)은?
답 - Q6실력
X∼B(4,0.25)일 때 P(X=1)은?
답 - Q7기본
X∼B(n,0.4), E(X)=8일 때 n은?
답 - Q8실력
X∼B(n,p), E(X)=12, V(X)=9일 때 p는?
답 - Q9실력
빨간 공 3개, 파란 공 2개에서 비복원으로 2개를 뽑는다. 빨간 공 수를 B(2,3/5)로 놓아도 되는가?
- Q10도전
X∼B(5,0.5)일 때 P(X≤1)은?
답
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지금 기본 판2026 · Codex Astra 6 판
확률통계#2026#codex-astra-6
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- 2026-10-03
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