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ベンフォードの法則

多くのデータで、先頭の数字は 1 が約 30% と最も多い。2 の累乗やフィボナッチ数などで、log₁₀(1 + 1/d) と比べる。

解説

考え方

実際の多くのデータでは、先頭の数字(最高位の数字)が 1 のものが最も多く、9 のものが最も少ない。先頭の数字が d である割合は log₁₀(1 + 1/d) で、1 は約 30.1%、9 は約 4.6%。これをベンフォードの法則という。

2 の累乗・フィボナッチ数・階乗は、項を増やすとこの割合に近づくことが証明されている。1 〜 999 の一様な乱数では、先頭が 1 〜 9 の数が 111 個ずつなので、どれも 1/9(約 11.1%)になり、法則に従わない。

なぜそうなるか

x の先頭の数字が d になるのは、log₁₀ x の小数部分が log₁₀ d 以上 log₁₀(d + 1) 未満のとき。2ⁿ のように一定の比で増える数では、対数の小数部分が 0 〜 1 にほぼ均等に散らばるので、割合はその区間の幅 log₁₀(d + 1) − log₁₀ d になる。

log₁₀ x の小数部分を 0〜1 に並べた区間と、先頭の数字 d 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 log₁₀ 2 ≒ 0.301 区間の幅 = 先頭が d になる割合:1 は約 30.1%、9 は約 4.6%
0〜1 を log₁₀ d の位置で区切った区間。その幅が、先頭の数字が d になる割合を表す

補足

1881 年にニューカムが、1938 年にベンフォードが気づいた。会計データや選挙結果の不正を見つける手がかりに使われる。身長のように、桁がほぼそろったデータには当てはまらない。

参考(Wikipedia)