| Up | 白玉赤玉の入った箱を振る | 作成: 2022-06-27 更新: 2024-07-29 |
そして箱を振る。 降り続けていると,白赤が均等に混じった状態に至り,その後偏った分布に戻るということは無い。 このことは,「均等な分布の確率は高く,偏った分布の確率は低い」で説明される。 では,どうして「均等な分布の確率は高く,偏った分布の確率は低い」のか? これは「場合の数」で説明される。 「場合の数」とは:
これが,「均等な分布の確率は高く,偏った分布の確率は低い」の中身である。 「場合の数」は,「要素の組み合わせの数」として計算される。 ここでの白玉赤玉の例だと,分布 \( A \) になる球の配置を,球の組み合わせに表現して,組み合わせの数を計算する。 計算では,条件をいろいろ設定することになる。 特に,「偏り」をどう表現するかが,考えどころになる。 簡単な表現を用いれば,計算が簡単になる。 ──「簡単な表現」とは,若干の非現実的・曖昧な点は目をつぶるということである。 赤玉白玉の個数を,同数の \( N \) とする。 そして,箱の中の白玉赤玉の偏りを,
偏りの最大は \( n \) が 0 と \( N \) のとき,そして偏りの最小 (均質) は \( N/2 \) のとき,というわけである。 箱の左半分にある白玉の数が \( n \) となる「場合の数」を,\( W( n ) \) で表そう。 箱の左半分では,白玉が \( n \) 個のとき,赤玉は \( N - n \) 個。 よって \( W( n ) \) は,白玉 \( N \) 個から \( n \) 個をとる組み合わせの数と,赤玉 \( N \) 個から \( N - n \) 個をとる組み合わせの数の積になる:
W( n ) は,とんでもなく大きな数になる。 「場合の数」として捉えるには,このままでは不便である。 そこで,大きな数を扱うときの常套を用いる。 即ち,対数 (桁数) で表現することにする:
S( n ) の表現のよいところは,これのグラフまで書けることである。 やってみよう。
こうして,\( S \) のグラフは
\( y = x\ log\ x + ( 1 - x )\ log\ ( 1 - x ) \) のグラフは,つぎのようになる:
\( y = x\ log\ x + ( 1 - x )\ log\ ( 1 - x ) \) のグラフ
そこで,つぎが \( S \) のグラフ: ![]() グラフは \( n = N / 2 \) を軸にしてで左右対称であり,そして \( n = 0 \) から \( n = N / 2 \) までの区間が,
その後偏った分布に戻るということは無い」 そこで,つぎを \( S \) のグラフにする: ![]() 白玉の数nは,<乱雑さ>──<偏り最大>から<偏りが無い (均質)> まで──の表現である。 そして \( S \) は,乱雑さn に,n を現す<球の状態>の数 (それの桁数) を対応させる関数である。 よってこのグラフの軸の呼び方は:
縦軸は,<状態数> |