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實驗室實驗06df = 36α = 0.05種子99

輪盤轉輪偏差

有偏差的輪盤轉輪會因實體缺陷而偏向某些口袋,例如隔板鬆動、轉子不平或口袋磨損。輪盤轉輪偏差確實存在,也曾被人利用。難處在於,完全公平的轉輪也會不斷產生「熱門號碼」,因此問題從來不是某個號碼是否熱門,而是整體分布的不均程度是否超出偶然所能解釋的範圍。

1. 對公平轉輪取樣

從完全沒有偏差的模擬轉輪取得旋轉結果。調整樣本數,觀察最熱門的口袋。

0321519421225173462713361130823105241633120143192218297281235326
旋轉次數370
每個口袋的預期值10.0
最熱門口袋20 · 16次中獎(4.32%)
最熱門與預期值比較+60% · 1.9σ
卡方 · p32.8 · 0.622
判定未發現偏差證據

2. 觀察值與預期值

每根長條代表依轉輪順序排列的一個口袋。虛線是預期次數n/37。陰影帶表示±2個標準差:即使轉輪公平,約每二十個口袋中也會有一個純粹因偶然而超出此範圍。

0依轉輪順序排列的口袋 →26

3. 卡方檢定

檢定會計算每個口袋與預期值的差距,平方並按預期值縮放,再加總。在公平轉輪上,此總和服從自由度為36的卡方分布;慣例上,p 值低於0.05即稱為顯著。

χ² = Σ (Oᵢ − Eᵢ)² / Eᵢ   Eᵢ = n/37   df = 36
n = 370 · E = 10.00 · χ² = 32.80 · p = 0.622
樣本數警告低於約1,000次旋轉時,這項檢定幾乎沒有能力偵測實際可能存在的偏差,而你檢視的每20組公平樣本中,便會有1組因偶然而出現p < 0.05的「顯著」結果。測試許多轉輪,或反覆測試同一轉輪直到通過,必然會產生偽陽性結果。

4. 需要多少次旋轉

在單尾5%顯著水準與80%檢定力下,偵測某個口袋命中率高於1/37所需的旋轉次數。若某個口袋由每37次命中1次變成每35次命中1次,玩家便有相當大的優勢,而確認這點需要數萬次旋轉紀錄。

真實命中率玩家優勢所需旋轉次數以每小時40次旋轉計
每25次有1次+44.0%1,10828小時
每30次有1次+20.0%4,392110小時
每33次有1次+9.1%15,747394小時
每35次有1次+2.9%69,4611,737小時
要確認偏差,必須一晚又一晚地記錄旋轉結果,累積數萬筆紀錄。

方法論

取樣。 使用指定種子的亂數產生器(mulberry32,種子99),從37個口袋中均勻抽樣,因此本頁的結果可重現。
檢定。 Pearson卡方適合度檢定,自由度為36,p 值由正規化不完全伽瑪函數求得。
檢定力。 單一比例檢定的常態近似,單尾α = 0.05,檢定力為0.80。
範圍。 僅限統計偵測。實體成因與以區段為基礎、而非以口袋為基礎的分析,請見區段分析。

漫畫點綴

公平轉輪每晚都會產生熱門號碼。要證明存在偏差,需要數萬次旋轉。

公平轉輪每晚都會產生熱門號碼。要證明存在偏差,需要數萬次旋轉。

來源

  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.