■ベンフォードの法則のための発見的議論(その2)
【2】ベンフォードの法則=尺度不変性
1961年,数学者ビンカムは「尺度不変性があれば,ベンフォードの法則が成立する」ことを証明しました.尺度不変性(scale invariance)=パワー則ですが,驚いたことにベンフォードの法則はパワー則の表れ,すなわち,この世界には指数的に増加するものが多いということになります.
[参]Havil著,新妻弘監訳「オイラーの定数ガンマ」共立出版
にしたがえば,N桁の数字までの累積分布をP(N)とすると
p(k)=∫(k,k+1)P(N)dN
と表されるのですが,ベンフォードの法則はP(N)としてベキ指数1のジップ分布
P(N)〜1/N
を仮定することにより
p(k)=∫(k,k+1)P(N)dN=log10(1+1/k)
と再現できるというのです.
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それでは,最高位から2番目の数の出現頻度はどうなるか調べてみましょう.最高位の数がk1,次の位の数がk2となる確率は
log10(1+1/k1k2)
ですから,
Σlog10(1+1/kik2)
で与えられます.
最高位から2桁目の数がk2である確率は
0→0.1197,
1→0.1139,
2→0.1088,
3→0.1043,
・・・・・・・・・,
9→0.0850
となって,2桁目に最もよく出てくる数字は0ですが,個々の数字の出現確率にはあまり差がないことがわかかります.
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