Números anòmals. Novembre 2005Curiositats i aplicacions de la probabilitat 2 atzar = equiprobabilitat ? Quan parlem de jocs d’atzar el model probabilístic.

Presentación del tema: "Números anòmals. Novembre 2005Curiositats i aplicacions de la probabilitat 2 atzar = equiprobabilitat ? Quan parlem de jocs d’atzar el model probabilístic."— Transcripción de la presentación:

1 Números anòmals

2 Novembre 2005Curiositats i aplicacions de la probabilitat 2 atzar = equiprobabilitat ? Quan parlem de jocs d’atzar el model probabilístic que fem servir és l’uniforme, tots els resultats són igualment probables. En això confia la gent a l’hora de jugar. Però si en lloc d’extraure els números els deixem manifestar-se de manera espontània podem trobar- nos amb alguna curiositat.

3 Novembre 2005Curiositats i aplicacions de la probabilitat 3 Simon Newcomb (1835-1909) A Simon Newcomb, astrònom canadenc recriat a Europa i als EE.UU., li semblava curiós que les primeres fulles de les taules de logaritmes estigueren molt més gastades que les altres. Al 1881 va publicar un breu article Note on the frequency of use of the different digits in natural numbers, Amer. J. Math. 4, 39-40.

4 Novembre 2005Curiositats i aplicacions de la probabilitat 4 Simon Newcomb (2) Al seu breu article Newcomb, va deduir d’una manera enginyosa una llei de probabilitat empírica per a la ocurrència del primer dígit significatiu, “la probabilitat d’ocurrència dels números és tal que les mantisses dels seus logaritmes són equiprobables” la qual cosa cal interpretar com que la distribució de les mantisses és uniforme en [0,1]

5 Novembre 2005Curiositats i aplicacions de la probabilitat 5 Simon Newcomb (3) Número 1 2 3 4 5 6 7 8 9 log 2 log 3 log 4 log 5....log 8.... 0 1

6 Novembre 2005Curiositats i aplicacions de la probabilitat 6 Frank Benford (1883-1948) El treball de Newcomb va passar desapercebut fins que 57 anys més tard (en 1938), Frank Benford, un físic que treballava en la General Electric, va publicar The law of anomalous numbers, Proc. Amer. Phil. Soc., 78, 551-572 un estudi més rigorós del fenomen en el que estudiava la distribució no sols del primer dígit, però també la dels següents. El més curiós del cas és que no citava a Newcomb, segurament perquè el treball de Newcomb li era totalment desconegut.

7 Novembre 2005Curiositats i aplicacions de la probabilitat 7 La llei de Benford o del primer dígit Si la variable aleatòria X representa el valor del primer dígit significatiu (distint de 0) que trobarem en un número escollit a l’atzar enter un conjunt de “dades reals”, la seua distribució de probabilitat, coneguda com llei de Benford, és de la forma que concideix amb el que havia conjecturat Newcomb.

8 Novembre 2005Curiositats i aplicacions de la probabilitat 8 “dades reals” i llei de Benford Comencem per aclarir que vol dir allò de “dades reals”. Doncs aquelles que sorgeixen de manera espontània en la vida real. Per fer-se’n una idea peguem-li una ullada a les dades que va emprar Benford al seu article per tal de comprovar empíricament la llei.

9 Novembre 2005Curiositats i aplicacions de la probabilitat 9 Comprovació empírica de la llei de Benford Però, qualssevol “dades reals”? La resposta és tant més afirmativa quan més gran i variat siga el conjunt de dades. Provem-ho. 1.Informació de borsa del diari Levante-EMV, diumenge 5 de novembre de 2005Informació 2.Anuari socio-econòmic 2005 de La CaixaAnuari socio-econòmic

10 Novembre 2005Curiositats i aplicacions de la probabilitat 10 Per què aquesta llei? La llei de Benford és, si més no, curiosa i una mica estranya o si voleu inesperada. En el seu article The First Digit Phenomenon American Scientist, 86, 358-363 (1998) T. P. Hill reflexiona sobre la qüestió de per què existeix una llei com aquesta i les dificultats per a donar-li un sentit matemàtic. Pot ser que una part de l’explicació siga que és l’única llei sobre el dígits que és invariant front a un canvi d’escala.

11 Novembre 2005Curiositats i aplicacions de la probabilitat 11 L’aportació més interessant de Negrini és la aplicació de la llei per a detectar frau en les comptabilitats i impostos. Partint de la hipòtesis (que ell va comprovar) de que les comptabilitats correctes segueixen molt a prop la llei, una comptabilitat arreglada pot detectar-se en veure que s’allunya molt de la llei. Aplicacions de la llei de Benford La llei no és solament una curiositat matemàtica, Mark Nigrini, un professor de comptabilitat de la Southern Methodist University en Dallas, que va fer la seua tesi doctoral sobre les aplicacions de la llei de Benford, explica i il·lustra la llei mitjançant un senzill i curiós exemple basat en l'índex Dow Jones. IndexIncrementAnysCanvi escala1er dígit 1000 20001,00005,00000,30101 30000,50002,50000,15052 40000,33331,66670,10033 50000,25001,25000,07534 60000,20001,00000,06025 70000,16670,83330,05026 80000,14290,71430,04307 90000,12500,62500,03768 100000,11110,55560,03349 NúmeroBenfordCorrecteFrauEscrit_atzar 10,3010,3050,0000,147 20,1760,1780,0190,100 30,1250,1260,0000,104 40,0970,0960,0970,133 50,0790,0780,6120,097 60,0670,0660,2330,157 70,0580,0560,0100,120 80,0510,0500,0290,084 90,0460,0450,0000,058

12 Novembre 2005Curiositats i aplicacions de la probabilitat 12 Un parell d’adreces d’Internet http://www.nigrini.com/Benford's_law.htm http://www.aicpa.org/pubs/jofa/may1999/nigrini.htm

13 Novembre 2005Curiositats i aplicacions de la probabilitat 13