现象学定律也称为第一数字定律、第一数字现象或前导数字现象。本福德定律指出,在列表、统计表中,等等数字1往往与可能性 ,远远超出预期11.1%(即9位数中的一位数)。例如,可以通过以下方式遵守本福德定律检查的表格对数并注意到前几页比后几页磨损和弄脏得多(纽科姆1881)。While期间本福德定律无疑适用于现实世界中的许多情况,令人满意希尔(1998年)的工作最近才给出了解释。
本福德定律被角色查理·埃普斯用作类比,以帮助解决第二季中的一系列严重入室盗窃案”这个奔跑吧兄弟!“犯罪电视剧第集(2006)”编号3RS.
本福德定律适用于不无量纲,因此数据的数值取决于单位。如果存在普遍概率分布超过这些数字,那么它一定是在尺度变化下保持不变,所以
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(1)
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如果,然后,而规范化意味着.区别于和设置给予
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(2)
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有解决方案.虽然这不是一个适当的概率分布(因为它发散了)物理定律和人类习惯强加了截断。例如,随机选择街道地址符合本福德定律。
如果10的许多次幂位于截止值之间,则第一个(十进制)数字的概率为由对数分布给出
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(3)
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对于, ..., 9,如上所示并制成表格如下所示。
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1 | 0.30103 | 6 | 0.0669468 |
2 | 0.176091 | 7 | 0.0579919 |
三 | 0.124939 | 8 | 0.0511525 |
4 | 0.09691 | 9 | 0.0457575 |
5 | 0.0791812 | | |
然而,本福德定律不仅适用于标度变量数据,也适用于从各种不同来源中选择的数字。解释这个事实需要更多对……的严格调查中心极限-像定理尾数随机变量的乘法。随着变量数量的增加,密度函数接近上述对数分布的密度函数。希尔(1998)严格证明了“分配的分配”事实上,由从各种不同分布中随机抽取的样本得出,本福德定律(马修斯)。
Plouffe的“逆符号计算器”数据库中的5400万个实数常数是Benford定律的一个突出例子,其中30%以这个数字1.从几个不同的源获取数据,下表显示了Benford(1938)编译的第一位数字的分布在他的原始论文中。
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列。 | 标题 | 1 | 2 | 三 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 样品 |
A类 | 河流,区域 | 31 | 16.4 | 10.7 | 11.3 | 7.2 | 8.6 | 5.5 | 4.2 | 5.1 | 335 |
B类 | 人口 | 33.9 | 20.4 | 14.2 | 8.1 | 7.2 | 6.2 | 4.1 | 3.7 | 2.2 | 3259 |
C类 | 常量 | 41.3 | 14.4 | 4.8 | 8.6 | 10.6 | 5.8 | 1 | 2.9 | 10.6 | 104 |
D类 | 报纸 | 30 | 18 | 12 | 10 | 8 | 6 | 6 | 5 | 5 | 100 |
E类 | 比热 | 24 | 18.4 | 16.2 | 14.6 | 10.6 | 4.1 | 3.2 | 4.8 | 4.1 | 1389 |
F类 | 压力 | 29.6 | 18.3 | 12.8 | 9.8 | 8.3 | 6.4 | 5.7 | 4.4 | 4.7 | 703 |
G公司 | H.P.丢失 | 30 | 18.4 | 11.9 | 10.8 | 8.1 | 7 | 5.1 | 5.1 | 3.6 | 690 |
H(H) | 摩尔重量。 | 26.7 | 25.2 | 15.4 | 10.8 | 6.7 | 5.1 | 4.1 | 2.8 | 3.2 | 1800 |
我 | 排水 | 27.1 | 23.9 | 13.8 | 12.6 | 8.2 | 5 | 5 | 2.5 | 1.9 | 159 |
J型 | 原子重量。 | 47.2 | 18.7 | 5.5 | 4.4 | 6.6 | 4.4 | 3.3 | 4.4 | 5.5 | 91 |
K(K) | , | 25.7 | 20.3 | 9.7 | 6.8 | 6.6 | 6.8 | 7.2 | 8 | 8.9 | 5000 |
我 | 设计 | 26.8 | 14.8 | 14.3 | 7.5 | 8.3 | 8.4 | 7 | 7.3 | 5.6 | 560 |
M(M) | 读者的摘要 | 33.4 | 18.5 | 12.4 | 7.5 | 7.1 | 6.5 | 5.5 | 4.9 | 4.2 | 308 |
N个 | 成本数据 | 32.4 | 18.8 | 10.1 | 10.1 | 9.8 | 5.5 | 4.7 | 5.5 | 3.1 | 741 |
O(运行) | X射线电压 | 27.9 | 17.5 | 14.4 | 9 | 8.1 | 7.4 | 5.1 | 5.8 | 4.8 | 707 |
P(P) | 美国联赛 | 32.7 | 17.6 | 12.6 | 9.8 | 7.4 | 6.4 | 4.9 | 5.6 | 3 | 1458 |
问 | 黑体 | 31 | 17.3 | 14.1 | 8.7 | 6.6 | 7 | 5.2 | 4.7 | 5.4 | 1165 |
对 | 地址 | 28.9 | 19.2 | 12.6 | 8.8 | 8.5 | 6.4 | 5.6 | 5 | 5 | 342 |
S公司 | , | 25.3 | 16 | 12 | 10 | 8.5 | 8.8 | 6.8 | 7.1 | 5.5 | 900 |
T型 | 死亡率 | 27 | 18.6 | 15.7 | 9.4 | 6.7 | 6.5 | 7.2 | 4.8 | 4.1 | 418 |
| 平均 | 30.6 | 18.5 | 12.4 | 9.4 | 8 | 6.4 | 5.1 | 4.9 | 4.7 | 1011 |
| 可能的错误 | | | | | | | | | | |
下表使用多种不同的方法给出了遵循本福德定律的尾数第一位数的分布。
方法 | 组织环境信息系统 | 序列 |
圣拉格 | A055439号 | 1, 2, 3, 1, 4, 5, 6, 1, 2, 7, 8, 9, ... |
德亨特 | A055440号 | 1,2, 1, 3, 1, 4, 2, 5, 1, 6, 3, 1, ... |
最大的剩余,兔子配额 | A055441号 | 1、2、3、4、1、5、6、7、1、2、8、1、。。。 |
最大的剩余,下降配额 | A055442号 | 1, 2, 3, 1, 4, 5, 6, 1, 2, 7, 8, 1, ... |
另请参阅
对数分布
与Wolfram一起探索| Alpha
工具书类
巴洛,J.L。和Bareiss,E.H。“关于浮点和对数算法中的舍入误差分布。”计算 34,325-347, 1985.反常数字定律程序。阿默尔。菲尔·索克。 78, 551-572, 1938.Bogomolny,A。“本福德定律和齐普夫定律。”http://www.cut-the-knot.org/do_you_know/zipfLaw.shtml.博伊尔,J.“傅里叶级数在最重要数字问题中的应用”阿默尔。数学。每月 101, 879-886, 1994.B.J.弗莱辛格。“关于随机整数具有初始数字的概率."阿默尔。数学。每月 73, 1056-1061, 1966.弗兰内尔,J。Naturforschende Gesellschaft,Vierteljahrsschrift(苏黎世) 62,286-295, 1917.哈维尔,J.“本福德定律”第14.2条伽马射线:探索欧拉常数。新泽西州普林斯顿:普林斯顿大学出版社,第145-155页,2003希尔,T.P。“基准方差意味着本福德定律。”程序。阿默尔。数学。Soc公司。 121995年,第887-895页。希尔,T.P。“重要的数字现象。”阿默尔。数学。每月 102,322-3271995b。希尔,T.P。“统计推导重要数字法。"统计科学。 10第354-363页,1995年。希尔,T.P.公司。“第一位现象。”阿默尔。科学。 86,358-363中,1998科努特,D.E。“分数部分”§4.2.4B在里面这个计算机编程艺术,第2卷:半数值算法,第3版。马萨诸塞州雷丁:Addison-Wesley,第254-262页,1998年。Ley,E.“On美国股票指数数字的特殊分布。"阿默尔。斯达。 50,311-313, 1996.M.利维奥。这个黄金比例:世界上最惊人的数字菲的故事。新建约克:百老汇图书,第232-236页,2002年。Matthews,R.“The一的力量。"http://www.fortunecity.com/emachines/e11/86/one.html.纽科姆,关于自然数中数字使用频率的说明阿默尔。数学杂志。 4, 39-40, 1881.M.J.尼格里尼。检测通过对数字频率的分析得出所得税偷税漏税的结论。博士论文。俄亥俄州辛辛那提:辛辛那蒂大学,1992年。Nigrini,M.“纳税人本福德定律的合规性应用。"J.艾默。税收。协会。 18,72-91, 1996.Nigrini,M.“我有你的电话号码。”J.会计 187,第79-83页,1999年5月。http://www.aicpa.org/pubs/jofa/may1999/nigrini.htm.尼格里尼,M。数字使用本福德定律进行分析:为审计师测试统计数据。加拿大温哥华:全球审计出版物,2000年。Plouffe,S.“数字图Plouffe逆变器的输入。"网址:http://www.lacim.uqam.ca/~plouffe/statistics.html.雷米,注册会计师。“第一个数字的特殊分布。”科学。阿默尔。 221,1969年12月109-119日。雷米,R.A。“关于第一次分配有效数字。"阿默尔。数学。每月 76, 342-348, 1969.雷米,注册会计师。“第一位现象。”阿默尔。数学。每月 83,521-538, 1976.Schatte,P.“Gleitkommadarstellung中的Zur Verteilung der Mantisseeiner Zufallsgröe。"Z.安圭。数学。机械。 53, 553-565,1973Schatte,P.“计算中的Mantissa分布和Benford分布”法律。"J.通知。过程。网络。 24, 443-455, 1988.斯隆,新泽西州。答:。序列A055439号,A055440号,A055441号、和A055442号在“整数序列在线百科全书”中
引用如下:
埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。《本福德定律》数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/BenfordsLaw.html
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