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ベルヌーイ分布とは?

べるぬーいぶんぷ

ベルヌーイ分布とは、成功か失敗かの2通りしかない1回の試行の結果を表す、最もシンプルな確率分布です。

ベルヌーイ分布(Bernoulli distribution)は、結果が「成功(1)」か「失敗(0)」の2値しかとらない確率分布です。成功確率をpとすると、失敗確率は1-pとなり、この単純な構造がすべての基礎なします。

この分布は18世紀スイス数学者ヤコブ・ベルヌーイの名を冠しています。確率変数Xがベルヌーイ分布に従うとき、X=1の確率はp、X=0の確率は1-pで表されます。期待値(平均)はp、分散はp(1-p)となります。

ベルヌーイ分布が活躍する具体例として、以下のような場面が挙げられます。

  • コインを1回投げて表が出るか裏が出るか
  • 製品検査で1個の製品が合格か不合格か
  • ウェブ広告を1人のユーザーがクリックするかしないか
  • 医薬品の臨床試験で1人の患者に効果があるかないか

ベルヌーイ分布はより複雑な分布の礎でもあります。同じ試行をn回繰り返したときの成功回数の分布は「二項分布」となり、ベルヌーイ分布はその特殊ケース(n=1)にあたります。統計学・機械学習・品質管理など幅広い分野で基本的な道具として使われています。

使い方・例文

コインを1回投げて「表が出る確率0.5」を扱うとき、この試行の結果はベルヌーイ分布(p=0.5)に従います。機械学習の二値分類でも各サンプルの正解ラベルをベルヌーイ分布として捉えることがあります。

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