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ゴルトンボード

釘で左右 1/2 ずつに分かれる玉の分布は二項分布になり、段数が増えると正規分布に近づく。

解説

考え方

玉は釘に当たるたびに、左右へ 1/2 ずつの確率で進む。n 段を通る間に右へ k 回進んだ玉は、左から k 番目(左端を 0 番目とする)の場所に入る。その確率は nCk ÷ 2ⁿ(二項分布)。

なぜ山形になるか

右へ k 回進む道順の数は、組合せ nCk。中央付近へ行く道順が多いので、中央が高くなる。nCk は、パスカルの三角形に並ぶ数。

1 n = 0 1 1 n = 1 1 2 1 n = 2 1 3 3 1 n = 3 1 4 6 4 1 n = 4 1 5 10 10 5 1 n = 5 k = 0 k = 1 k = 2 k = 3 k = 4 k = 5
パスカルの三角形。n 段目の k 番目が道順の数 nCk で、上の 2 つの和になっている。

補足

段数を増やすと、分布は左右対称のつりがね形(正規分布)に近づく(中心極限定理の一例)。

測定の誤差が正規分布に近くなるのは、多くの独立な要因の和だからと説明される。

参考(Wikipedia)