大数定理的实例
1935年,美国的一个叫本福特的物理学家从新发现了这个定律。当时,他在图书馆翻阅对数表时发现,对数表的头几页比后面几页更脏一些,这说明头几页在平时被更多的人翻阅。这并不希奇,因为许多读书的人都先看看书的开头,不喜欢就不再读下去。但是,对数表却是一种数学工具,只有需要查数据的人才会去碰它。因此,头几页如果比较脏,这就说明人们查阅的数据大多在头几页里,也反映出人们所使用的数据并不是散乱的,而是有些数据使用的频率比较高。
本福特再进一步研究后发现,只要数据的样本足够多,同时数据没有特定的上限和下限,则数据中以1为开头的数字出现的频率并不是人们想当然认为的1/9,而是0.301,这说明30%的数字都以1开头。而2为首的数字出现的频率是0.176,3开头的数字出现的频率为0.125,往后出现频率依此减少,9打头的数字出现的频率最低,只有0.046。
家福特d | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
p | 30.1% | 17.6% | 12.5% | 9.7% | 7.9% | 6.7% | 5.8% | 5.1% | 4.6% |
数学家发现,帐本上的数据的开头数字出现的频率符合本福特定律,如果做假帐的人更改了真实的数据,就会让帐本上开头数字出现的频率发生变化,偏离本福特定律中的频率。
非常有趣的是,数学家门发现,在那些假帐中,数字5和6居然是最常见的打头数字,而不是符合定律的数字1,如果审核帐本的人把握了本福特定律,伪造者就很难制造出虚假的数据了。2001年,美国最大的能源交易商安然公司宣布破产,当时传出该公司高层治理人员涉嫌做假帐的丑闻。事后人们发现,安然公司在2001年到2002年所宣布的每股盈利数字就不符合本福特定律,这说明了安然的高层领导确实改动过这些数据。
最近数学家还把本福特定律用于选举投票中。票数的数据也符合这个定律,如果有人修改票数量,就会漏出蛛丝马迹来,数学家依据这一定律发现,在2004年美国总统选票中,佛罗里达洲的投票存在欺诈行为;2004年委内瑞拉和2006年墨西哥的总统选举中也有类似现象。
虽然本福特定律的形成原因还没有最终解释,但这并不妨碍人们把它运用到越来越多的生活领域中,帮助人们伸张正义,去伪存真。
二、 布丰问题
公元1777年的一天,法国科学家D·布丰(D·buffon1707~1788)的家里宾客满堂,原来他们是应主人的邀请前来观看一次奇特试验的。
试验开始,但见年已古稀的布丰先生兴致勃勃地拿出一张纸来,纸上预先画好了一条条等距离的平行线。接着他又抓出一大把原先准备好的小针,这些小针的长度都是平行线间距离的一半。然后布丰先生宣布:“请诸位把这些小针一根一根往纸上扔吧!不过,请大家务必把扔下的针是否与纸上的平行线相交告诉我。”
客人们不知布丰先生要干什么,只好客随主意,一个个加入了试验的行列。一把小针扔完了,把它捡起来又扔。而布丰先生本人则不停地在一旁数着、记着,如此这般地忙碌了将近一个钟头。最后,布丰先生高声宣布:“先生们,我这里记录了诸位刚才的投针结果,共投针2212次,其中与平行线相交的有704次。总数2212与相交数704的比值为3.142。”说到这里,布丰先生故意停了停,并对大家报以神秘的一笑,接着有意提高声调说:“先生们,这就是圆周率π的近似值!”
三、 名人的出生日期(本人做的实验)
四、 掷币实验
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