理想化的硬幣是由零厚度的圓形盤組成,當拋向空中並使其落下時,將以相等的機率正面朝上(“正面”H或“反面”T)或反面朝上。因此,硬幣是雙面骰子。儘管實際硬幣的兩面略有差異且厚度非零,但它們的拋擲分佈很好地近似於 伯努利分佈。
令人驚訝的是,旋轉一美分硬幣而不是拋擲它,正面朝上的時間僅約佔 30% (Paulos 1995)。
Diaconis 等人 (2007) 提出,拋擲硬幣會引入輕微的擺動,導致硬幣在空中(落地前)花費更多時間,初始朝上的面朝上。 因此,引入了“同側偏差”,使得硬幣更可能在落地後初始朝上的那一面朝上。 Diaconis 等人 (2007) 基於“適量”的經驗觀察,估計公平拋擲硬幣的“同側”機率為 51%(而不是精確的 50%)。 Bartoš 等人 (2013) 的實驗證實了這一預測,他們收集了總共 350,757 次拋擲硬幣的資料,發現初始朝上的面在落地時朝上的機率為 50.8%,95% 置信區間為 50.6%-50.9%。 資料還顯示沒有正面-反面偏差的跡象,在 350,757 次拋擲中獲得了 175,420 次正面,正面機率為 50.0%,95% 置信區間為 49.8%-50.2% (Bartoš et al. 2013)。
拋硬幣有一些相當違反直覺的特性。 例如,對於公平的拋硬幣,三重序列 TTH 在 THT 之前出現的可能性是其之後的兩倍,而 THH 在 HHT 之前出現的可能性是其之後的三倍。 此外,HTT 成為 HTT、TTH 和 TTT 中第一個出現的序列的可能性是其他序列的六倍 (Honsberger 1979)。 還有一些由 H 和 T 組成的字串 ,它們具有以下屬性:看到字串
的預期等待時間
小於看到
的預期等待時間
,但是先看到
再看到
的機率小於 1/2 (Gardner 1988, Berlekamp et al. 2001)。 例子包括
1. THTH 和 HTHH,其中 和
,但 THTH 在 HTHH 之前出現的機率為 9/14 (Gardner 1988, p. 64),
2. ,
,但 TTHH 在 HHH 之前出現的機率為 7/12,THHH 在 HHH 之前出現的機率為 7/8 (Penney 1969; Gardner 1988, p. 66)。
有限厚度硬幣邊緣著陸的機率已由 Hernández-Navarro 和 Piñero (2022) 計算得出為
其中
是由半徑為 和厚度為
的圓柱體(構成硬幣)的臨界角。 值得注意的是,此表示式與恢復係數無關。 使用此公式計算出的美國硬幣邊緣著陸的機率總結在下表中。
| 硬幣 | 直徑 (毫米) | 厚度 (毫米) | |
| 一美分 | 19.05 | 1.52 | 1/5900 |
| 五美分 | 21.21 | 1.95 | 1/3800 |
| 一角 | 17.91 | 1.35 | 1/7000 |
| 二十五美分 | 24.26 | 1.75 | 1/8100 |
對兩次或多次相同拋擲的遊程的研究已經很成熟,但考慮到基礎過程的簡單性,詳細的處理卻出奇地複雜。 例如,在 次拋擲中不會出現兩個連續反面的機率由
給出,其中
是斐波那契數。 類似地,在
次拋擲中不會出現
個連續反面的機率由
給出,其中
是斐波那契 k 步數。
反覆拋擲一枚均勻的硬幣,記錄正面和反面的序列,並考慮所需的拋擲次數,使得所有長度為 的正面和反面的可能序列都作為拋擲的子序列出現。 最少的拋擲次數是
(Havil 2003, p. 116),前幾項為 2, 5, 10, 19, 36, 69, 134, ... (OEIS A052944)。
的最小序列是 HT 和 TH,
的最小序列是 HHTTH、HTTHH、THHTT 和 TTHHT。
, 2, ... 的不同最小拋擲序列的數量為 2, 4, 16, 256, ... (OEIS A001146),這似乎只是
。
據推測,隨著 變大,獲得所有長度為
的子序列所需的平均拋擲次數為
,其中
是尤拉-馬歇羅尼常數 (Havil 2003, p. 116)。