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生日悖論計算器

輸入人數,求至少兩人生日相同的機率。23 人已超過 50%,50 人高達 97%!

輸入資料

群體人數。23 人時機率已超過 50%。
一般年份 365 天;閏年 366 天。

計算結果

50.73%
49.27%

重點速覽:生日悖論(Birthday Paradox)研究一群人中至少兩人同日出生的機率。直覺上,要令機率超過 50% 似乎需要約 183 人(一年日數的一半),但實際只需 23 人。原因是需要考慮所有「兩兩組合」:23 人共有 C(23,2) = 253 對,只要有任意一對生日相同即命中。數學上,n 人全部生日不同的機率為 P(無重複) = 365!÷[(365−n)!×365ⁿ],因此至少一對相同的機率為 1 − P(無重複)。

計算公式

設 n 為人數、d 為一年日數:

P(全部不同) = d! ÷ [(d−n)! × dⁿ]

P(至少一對相同) = 1 − P(全部不同)

例:n=23、d=365 → P ≈ 50.7%

$$P(\text{match}) = 1 - \frac{d!}{(d-n)!\,d^n}$$

使用說明

  1. 輸入群體人數 n。
  2. 選擇一年日數(365 或 366)。
  3. 系統計算全部不同與至少一對相同的機率。
  4. 人數越多,機率增長越快;50 人已達 97%。

人數與「至少兩人生日相同」機率對照(365 天)

人數與「至少兩人生日相同」機率對照(365 天)
人數機率
1011.7%
2041.1%
2350.7%
3070.6%
4089.1%
5097.0%
7099.9%

機率以 d=365 計算並四捨五入。人數超過 60 後機率已接近 100%。

理財情境案例

課室與辦公室

一班 30 名學生:至少兩人生日相同機率約 70.6%。

一個 50 人的辦公室:機率高達 97%,幾乎肯定有人同日生日。

公司 100 人:機率達 99.99997%,幾乎必然重複。

數據與安全

雜湊碰撞原理與生日悖論同源:n 個隨機值中出現碰撞的機率遠高於直覺。

這解釋了為何生日攻擊(birthday attack)可用於破解 64 位元密碼:只需約 2³² 次嘗試。

工程設計分組時,可善用此原理估算重複發生的風險。

常見問題

為什麼 23 人就有超過一半機率?

23 人共有 C(23,2) = 253 對「兩兩組合」,只要有任意一對同日生日即命中。253 對相比 365 個可能的生日,機率自然不低。直覺上只考慮「指定某日」,忽略了大量配對。

這是真正的悖論嗎?

不是。它只是違反直覺的機率現象,數學上完全成立。「悖論」之名源於結果與多數人直覺嚴重不符。

需要多少人才有 99% 機率?

約 57 人(d=365)。60 人約 99.4%,75 人約 99.97%。

閏年(366 天)有影響嗎?

影響很小。以 30 人為例:365 天約 70.6%,366 天約 70.3%,差距不足 1 個百分點。

生日悖論在電腦科學中有何應用?

它用於分析雜湊函數碰撞:給定 k 個隨機輸入,只需約 √(2ⁿ) 次嘗試即可能產生碰撞,這正是生日攻擊的原理,也是為何 64 位元雜湊不足以抵抗此類攻擊。

相關工具

參考資料

內容審核:香港計算器科學團隊。生日悖論機率公式、階乘與組合計數驗證。