Нехай проводиться n незалежних випробувань, в кожному з яких ймовірність появи події А рівна р. Для визначення ймовірності k появ події A в цих випробуваннях використовують формулу Бернуллі. Якщо ж n велике, то користуються асимптотичною формулою Лапласа. Проте ця формула непридатна, якщо ймовірність події мала (р<0,1). В цих випадках (n велике, р малe) вдаються до асимптотичної формули Пуассона.
Отже, поставимо перед собою задачу знайти ймовірність того, що при дуже великому числі випробувань, в кожному з яких ймовірність настання події дуже мала, подія настане рівно k разів. Зробимо важливе допущення: добуток np зберігає постійне значення, а саме . Як буде виходити з подальшого, це означає, що середнє число появ події в різних серіях випробувань, тобто при різних значеннях n, залишається незмінним.
Скористаємося формулою Бернуллі для обчислення ймовірності, що цікавить нас:
.
Так як ,то . Отже
.
Взявши до уваги, що n має дуже велике значення, замість Pn(k) знайдемо . При цьому буде знайдено лише наближене значення відшукуваної ймовірності : n хоча й велике, але кінечне, а при відшуканні межі спрямуємо n до бескінечності. Відмітимо, що оскільки добуток nр зберігає постійне значення, то при ймовірність .
Отже,
Таким чином (для простоти запису знак приблизної рівності опущено),
.
Ця формула виражає закон розподілу Пуассона ймовірностей масових (n велике) і рідких (р мале) подій.
Зауваження. Є спеціальні таблиці, користуючись якими можна знайти , знаючи і .
Приклад. Завод відправив на базу 5000 доброякісних виробів. Ймовірність того, що в дорозі виріб буде пошкоджений, дорівнює 0,0002. Знайти ймовірність того, що на базу прибудуть 3 непридатні вироби.
Рішення. За умовою, n=5000, р=0,0002, k=3. Знайдемо :
.
За формулою Пуассона шукана ймовірність приблизно дорівнює