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实验室实验06df = 36α = 0.05种子99

轮盘偏差

有偏差的轮盘会因物理缺陷而更容易落入某些号码槽,例如分隔片松动、转子不平或号码槽磨损。轮盘偏差确实存在,也曾被人利用。难点在于,完全公平的轮盘也会不断产生“热号”,所以问题从来不是某个号码是否热门,而是整体分布的不均衡程度是否超出了偶然性所能解释的范围。

1. 对公平轮盘抽样

从完全没有偏差的模拟轮盘中抽取旋转结果。改变样本量,观察命中最多的号码槽。

0321519421225173462713361130823105241633120143192218297281235326
旋转次数370
每个号码槽的期望值10.0
最热号码槽20 · 16次命中(4.32%)
最热号码槽与期望值对比+60% · 1.9σ
卡方 · p32.8 · 0.622
结论未发现偏差证据

2. 观测值与期望值

每根柱条代表一个号码槽,按轮盘顺序排列。虚线表示期望次数n/37。阴影带表示±2个标准差:即使轮盘公平,约每二十个号码槽中也会有一个纯粹由于偶然性而超出这个范围。

0按轮盘顺序排列的号码槽 →26

3. 卡方检验

检验将每个号码槽的观测值与期望值之差平方,按期望值缩放,再求和。在公平轮盘上,这个和服从自由度为36的卡方分布;通常将p值低于0.05的结果称为显著。

χ² = Σ (Oᵢ − Eᵢ)² / Eᵢ   Eᵢ = n/37   df = 36
n=370 · E=10.00 · χ²=32.80 · p=0.622
样本量警告旋转次数低于约1,000次时,这项检验几乎没有能力检测实际可能存在的偏差。而在你查看的每20组公平样本中,会有1组纯粹由于偶然性而出现p < 0.05的“显著”结果。测试许多轮盘,或反复测试同一个轮盘直到通过检验,必然会产生假阳性结果。

4. 需要多少次旋转

在单侧5%显著性水平和80%检验功效下,检出某个号码槽的命中率高于1/37所需的旋转次数。如果某个号码槽每35次命中1次,而不是每37次命中1次,这将给玩家带来很大的优势,但确认这一点需要记录数万次旋转。

真实命中率玩家优势所需旋转次数按每小时40次旋转计算
每25次中有1次+44.0%1,10828小时
每30次中有1次+20.0%4,392110小时
每33次中有1次+9.1%15,747394小时
每35次中有1次+2.9%69,4611,737小时
确认偏差意味着一晚接一晚地记录旋转结果,累计数万次。

方法论

抽样。 使用带种子的随机数生成器(mulberry32,种子99),从37个号码槽中均匀抽样,因此本页结果可以复现。
检验。 Pearson卡方拟合优度检验,自由度为36,p值通过正则化不完全伽马函数计算。
检验功效。 单样本比例检验的正态近似,单侧α = 0.05,检验功效为0.80。
范围。 仅讨论统计检测。物理原因以及基于扇区而非号码槽的分析,见扇区分析。

轻松一刻

公平轮盘每晚都会产生热号。证明偏差需要数万次旋转。

公平轮盘每晚都会产生热号。证明偏差需要数万次旋转。

来源

  1. Pearson, K. (1900). On the criterion that a given system of deviations… Philosophical Magazine, 50(302).
  2. Thorp, E. O. (1969). Optimal gambling systems for favorable games. Review of the International Statistical Institute, 37(3).
  3. Ethier, S. N. (2010). The Doctrine of Chances: Probabilistic Aspects of Gambling. Springer. Ch. 13, Roulette.