ˇ Jihoˇ cesk´ a uviverzita v Cesk´ ych Budˇ ejovic´ıch Katedra matematiky
Statistick´ y rozbor hazardn´ıch her Diplomov´ a pr´ ace
2007
Pavel Nov´ ak
Prohlaˇsuji, ˇze jsem tuto diplomovou pr´aci vypracoval samostatnˇe. Uvedl jsem vˇsechny liter´arn´ı prameny a publikace, kter´e jsem k tomu pouˇzil.
ˇ ych Budˇejovic´ıch 20. dubna 2007 V Cesk´
............. .............
R´ad bych na tomto m´ıstˇe podˇekoval vedouc´ımu t´eto diplomov´e pr´ace, kter´ ym je prof. RNDr. Pavel Tlust´ y, CSc., za podnˇetn´e rady a pˇripom´ınky. Tak´e bych chtˇel podˇekovat sv´ ym rodiˇc˚ um za jejich nekoneˇcnou trpˇelivost.
Abstrakt Tato pr´ace se zab´ yv´a ˇc´ıselnou hrou Sportka a je zamˇeˇrena pˇredevˇs´ım na studium takzvan´ ych anom´aln´ıch“ jev˚ u. Ke kaˇzd´emu takov´emu jevu je sestaven ma” tematick´ y model a je zjiˇstˇen jeho pˇredpokl´adan´ y v´ yskyt. Ten je pak porovn´an se skuteˇcnou histori´ı t´eto loterie. Dalˇs´ı ˇc´ast se vˇenuje podrobn´e anal´ yze pouˇzit´ ych losovac´ıch zaˇr´ızen´ı. S vyuˇzit´ım bohat´e historie t´eto hry je potvrzena nebo vyvr´acena hypot´eza o spravedlivosti jednotliv´ ych losovac´ıch zaˇr´ızen´ı. Posledn´ı ˇc´ast se vˇenuje v´ ypoˇctu pravdˇepodobnosti v´ yhry v jednotliv´ ych v´ yhern´ıch poˇrad´ıch.
Abstract This diploma thesis discusses the numeric game Sportka and concentrates on research of the so called abnormal effects. Mathematical models are designed for such effects and their probable appearance is found. This appearance is compared to the presence of the real events in history of the game. The second part turns to the analysis of the lottery machines which have been used. The equitableness of the particular lottery-wheels is accepted or refused according to the abundant history of the real draws in Sportka. The last part of the thesis is involved in the mathematical simulation of the jackpot in the case of reasonable betting.
Obsah ´ UVOD
1
ˇ ´ 1 HISTORIE HAZARDN´ICH HER A LOTERI´I V CESK YCH ZEM´ICH 3 1.1 1.2
Hazardn´ı hry ve stˇredovˇeku a za Rakouska–Uherska . . . . . . . . ˇ Hazardn´ı hry v Ceskoslovensku . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
Historie ˇc´ıseln´e hry Sportka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
´ ´ ´I SPORTKY 2 ANOMALIE V LOSOVAN
4
7
2.1 Teoretick´e odvozen´ı poˇctu anom´aln´ıch tah˚ u. . . . . . . . . . . . . ˇ Sest po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
Pˇet po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
Jedna ˇctveˇrice a jedna dvojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel . . . . . . . .
12
Pr´avˇe jedna ˇctveˇrice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel . . . . . . . . . . . . .
13
Dvˇe trojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
Tˇri dvojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
Pr´avˇe jedna trojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel . . . . . . . . . . . . . .
19
Jedna trojice a jedna dvojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel . . . . . . . .
20
Mal´a ˇc´ısla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
Velk´a ˇc´ısla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
Lich´a ˇc´ısla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
Sud´a ˇc´ısla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ˇ . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Anal´ yza historie tah˚ u Sportky v CR
21
ˇ ´IZEN´I 3 TEST LOSOVAC´ICH ZAR
7
21 25
3.1
Jednotliv´a losovac´ı zaˇr´ızen´ı Sportky . . . . . . . . . . . . . . . . .
26
3.2
Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1957–1965 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
Bernoulliho posloupnost nez´avisl´ ych pokus˚ u . . . . . . . . . . . .
28
Centr´aln´ı limitn´ı vˇeta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
30
3.3
Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1965–1972 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
3.4
Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1972–1976 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
33
3.5
Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1976–1988 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
39
3.6
Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1988–1993 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
44
3.7
Souˇcasn´e losovac´ı zaˇr´ızen´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
46
´ VYHERN ´ ´I PORAD ˇ ´I 4 JEDNOTLIVA
49
4.1
Pravdˇepodobnost v´ yhry v jednotliv´ ych poˇrad´ıch . . . . . . . . . .
49
4.2
Matematick´ y model v´ yˇse nejvyˇsˇs´ı v´ yhry . . . . . . . . . . . . . .
51
Model v´ yˇsky jackpotu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
53
´ ER ˇ 5 ZAV
54
ˇ ´ILOHY 6 PR
56
6.1 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1957–1965 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
56
6.2 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1965–1972 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
57
6.3 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1972–1976 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
58
6.4 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1976–1988 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
59
6.5 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1988–1993 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
60
6.6 Souˇcasn´e losovac´ı zaˇr´ızen´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
61
LITERATURA
62
Seznam tabulek 1
Polovina poˇctu tah˚ u s jednou pˇetic´ı . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
2
Druh´a polovina poˇctu tah˚ u s jednou pˇetic´ı . . . . . . . . . . . . .
12
3
Polovina poˇctu tah˚ u se ˇctveˇric´ı a dvojic´ı . . . . . . . . . . . . . .
13
4
Tahy s jednou ˇctveˇric´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
5
Tahy se dvˇema trojicemi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
6
Konstrukce tˇr´ı dvojic po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel
. . . . . . . . . . . .
15
7
Zjiˇstˇen´ı poˇctu tah˚ u se dvˇema dvojicemi . . . . . . . . . . . . . . .
17
8
Nalezen´e absolutn´ı ˇcetnosti jednotliv´ ych zaj´ımav´ ych tah˚ u . . . . .
22
9
Porovn´an´ı pravdˇepodobnost´ı a relativn´ıch ˇcetnost´ı, oˇcek´avan´eho a skuteˇcn´eho poˇctu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
10
Tabulka intervalov´ ych odhad˚ u (1957–1965) . . . . . . . . . . . . .
56
11
Tabulka intervalov´ ych odhad˚ u (1965–1972) . . . . . . . . . . . . .
57
12
Tabulka intervalov´ ych odhad˚ u (1972–1976) . . . . . . . . . . . . .
58
13
Tabulka intervalov´ ych odhad˚ u (1978–1988) . . . . . . . . . . . . .
59
14
Tabulka intervalov´ ych odhad˚ u (1988–1993) . . . . . . . . . . . . .
60
15
Tabulka intervalov´ ych odhad˚ u (1993–souˇcasnost)
61
. . . . . . . . .
´ UVOD Hazardn´ı hry, s´azen´ı obecnˇe i r˚ uzn´e loterie pˇritahovaly a vzruˇsovaly lidstvo od nepamˇeti. Lidsk´a v´aˇseˇ n pro hru – a samozˇrejmˇe i v´ yhru – prov´az´ı lidstvo po celou dobu jeho existence. Dokazuj´ı to star´e letopisy, kroniky a r˚ uzn´a v´ ytvarn´a d´ıla. Hazardn´ı hra se nejednou stala i liter´arn´ım n´amˇetem (vzpomeˇ nme si tˇreba na Dostojevsk´eho a jeho rom´an Hr´ aˇc , kde je u ´stˇredn´ı postavou hr´aˇc rulety). Hrou se zab´ yvaj´ı filosofov´e, dˇejepisci i ekonomov´e, i kdyˇz ti tvrd´ı, ˇze ˇclovˇeka ke hˇre nut´ı ˇcistˇe iracion´aln´ı popud, kter´ y ho vede ke zbyteˇcn´emu riskov´an´ı penˇez. Vˇzdyt’ pˇrece vˇsechny obchodnˇe provozovan´e hry jsou nespravedliv´e na u ´kor hr´aˇce. Uzav´ır´an´ım s´azek, svou u ´ˇcast´ı na tombol´ach a loteri´ıch lid´e uspokojuj´ı urˇcitou z´akladn´ı lidskou povahovou vlastnost. Jde zejm´ena o potˇrebu hry, rizika a vzruˇsen´ı s n´ım spojen´eho. Hra v tˇechto pˇr´ıpadech nav´ıc sv´ad´ı vidinou snadn´eho, bezpracnˇe dosaˇzen´eho a ˇcasto velmi vysok´eho zisku.
2
1.1 Hazardn´ı hry ve stˇredovˇeku a za Rakouska–Uherska
HISTORIE HAZARDN´ICH HER A LOTERI´I ˇ ´ V CESK YCH ZEM´ICH
1
1.1
Hazardn´ı hry ve stˇ redovˇ eku a za Rakouska–Uherska
Potˇreba hry a z´abavy a touha po vymanˇen´ı se z kolobˇehu denn´ıch starost´ı patˇr´ı neoddˇelitelnˇe k lidsk´e psychice. V´ yjimkou jistˇe nebyly ani r˚ uzn´e kmeny, kter´e v miˇ nulosti pob´ yvaly na u ´zem´ı dneˇsn´ıch Cech. Svˇedˇc´ı o tom n´alezy r˚ uzn´ ych kostˇen´ ych hrac´ıch kamen˚ u, kter´e byly nalezeny v keltsk´ ych oppidech na Stradonic´ıch. Pravdˇepodobnˇe slouˇzili k nˇejak´e sloˇzitˇejˇs´ı deskov´e hˇre, jej´ıˇz podobu uˇz dnes nedok´aˇzeme rekonstruovat. ˇ ych zem´ıch, rozˇs´ıˇrila hra v kostky. Ve stˇredovˇeku se po cel´e Evropˇe, tedy i v Cesk´ Vˇetˇsinou j´ı propadaly jen niˇzˇs´ı vrstvy, a tak moˇzn´a pr´avˇe proto patˇrila k nejopovrhovanˇejˇs´ım lidsk´ ym ˇcinnostem t´e doby. Hra v kostky se hr´ala na nˇekolik zp˚ usob˚ u, vˇetˇsinou vˇsak hlavn´ım c´ılem bylo, dos´ahnout co nejvyˇsˇs´ıho souˇctu. Bˇeˇznˇe se h´azelo dvˇema nebo tˇremi kostkami. Kromˇe takto jednoduch´e hry se hr´aly tak´e vrchc´ aby . Postupem ˇcasu ustupovaly kostky ˇc´ım d´al v´ıce kart´am, kter´e vˇetˇsinou nab´ızely daleko pestˇrejˇs´ı hru. ˇ ach byl v t´e dobˇe velmi obl´ıben´ V Cech´ y Mari´aˇs , kter´ y se hr´al s dvaatˇriceti kartami, na Moravˇe to zase byly Taroky , kter´e se hr´aly se speci´aln´ımi tarokov´ ymi kartami. Stejnˇe tak jako hra v kostky, patˇrilo i hran´ı karet k obecnˇe odsuzovan´ ym a opovrhovan´ ym ˇcinnostem. Vedle hazardn´ıch her, kter´e spoˇc´ıvaly na principu hry mezi jednotlivci, zaˇcaly se rozˇsiˇrovat i tzv. hrnce ˇstˇest´ı . Jejich koˇcovn´ı provozovatel´e, tzv. karban´ıci , byly k vidˇen´ı na trz´ıch, pout´ıch a m´ıstech, kde se shromaˇzd’oval vˇetˇs´ı poˇcet lid´ı. Je ´ rady tedy vˇetˇsinou pochopiteln´e, ˇze velmi ˇcasto doch´azelo k r˚ uzn´ ym podvod˚ um. Uˇ tyto karban´ıky sledovaly a napˇr. v roce 1576 jich bylo nˇekolik obvinˇeno, souzeno a posl´eze obˇeˇseno. St´atn´ı org´any se neust´ale snaˇzily potlaˇcovat hazard, ale vˇetˇsinou ne´ uspˇeˇsnˇe. Asi pr´avˇe proto byla v druh´e polovinˇe 18. stolet´ı zˇr´ızena prvn´ı st´atn´ı ˇc´ıseln´a loterie, kter´a se (podle sv´eho italsk´eho vzoru) jmenovala Loto di Genova . Jej´ı princip spoˇc´ıval v uhodnut´ı 5ti ˇc´ısel z 90ti losovan´ ych. Se s´azen´ım do loterie se pojila ˇrada povˇer a zvyk˚ u, ˇc´ısla do loterie pˇredv´ıdaly za menˇs´ı pen´ız pˇredevˇs´ım r˚ uzn´e vykladaˇcky sn˚ u. Ve dvac´at´ ych a tˇric´at´ ych letech 19. stolet´ı existovala vedle st´atn´ı loterie i ˇ ach a pokoutn´ı, tzv. modr´ a loterie . Byla obl´ıben´a pˇredevˇs´ım v severn´ıch Cech´ jej´ımi majiteli byli z´amoˇzn´ı sedl´aci, mlyn´aˇri a hostinˇst´ı. Vˇetˇsinou naj´ımali potuln´e 3
ˇ 1.2 Hazardn´ı hry v Ceskoslovensku pocestn´e, kteˇr´ı obch´azeli okoln´ı vesnice a pˇrij´ımali s´azky niˇzˇs´ı neˇz tˇri krejcary. V´ yhry se urˇcovaly podle tah˚ u praˇzsk´e u ´stˇredny.
1.2
ˇ Hazardn´ı hry v Ceskoslovensku
ˇ Po vzniku Ceskoslovenska v ˇr´ıjnu 1918 pˇrevzal st´at kromˇe jin´ ych instituc´ı tak´e st´atn´ı loterii. Lotynka vˇsak nemˇela dlouh´eho trv´an´ı. Obl´ıben´a a zavrhovan´a ˇc´ıseln´a loterie Lotynka byla zruˇsena z podnˇetu prvn´ıho ˇceskoslovensk´eho ministra financ´ı ˇ Aloise Raˇs´ına uˇz v u ´noru 1919. Ovˇsem jiˇz v ˇcervenci vznik´a Ceskoslovensk´ a tˇr´ıdn´ı loterie , jej´ıˇz podm´ınky byly stanoveny co nejpˇr´ıznivˇeji. D˚ uvodem byla obava ˇ z moˇzn´e u ´ˇcasti hr´aˇc˚ u v zahraniˇcn´ıch loteri´ıch. Ceskoslovensk´ a tˇr´ıdn´ı loterie ovˇsem nebyla ˇc´ıselnou loteri´ı. Podle objedn´avky byl vyd´an urˇcit´ y poˇcet los˚ u, z nichˇz se ˇ pak losovala hlavn´ı cena a dalˇs´ı vedlejˇs´ı ceny. Ceskoslovensko bylo tehdy jedinou zem´ı, kter´a vypl´acela celou v´ yhru bez sr´aˇzek (na rozd´ıl od ostatn´ıch loteri´ı, kter´e si vˇetˇsinou strh´avaly pˇetinu vyhran´e ˇca´stky). Poˇcet vydan´ ych los˚ u neust´ale stoupal a v letech 1926–27 bylo prod´ano 250 000 los˚ u. ˇ ˇ Po rozbit´ı Ceskoslovenska za Protektor´atu Cechy a Morava byly losy zdraˇzeny a k v´ yhr´am se zavedly pˇrir´aˇzky. Prodej los˚ u byl zak´az´an osob´am ˇzidovsk´eho p˚ uvodu a z´ajemce o koupi losu se musel vyk´azat ´arijsk´ ym p˚ uvodem. Obliba t´eto loterie klesla v roce 1939 na polovinu. Zmˇeny po roce 1948 zas´ahly i do provozov´an´ı r˚ uzn´ ych loteri´ı. Vˇsechny souˇ krom´e s´azkov´e podniky, kter´e do t´e doby v Ceskoslovensku existovaly, byly zruˇseny a nahrazeny monopoln´ı st´atn´ı organizac´ı – St´atn´ı s´azkovou kancel´aˇr´ı (STASKA). Hlavn´ı sf´erou ˇcinnosti STASKY bylo s´azen´ı na sportovn´ı utk´an´ı. Maxim´aln´ı v´ yˇse v´ yher zat´ım nebyla stanovena a v´ yhry kolem milionu korun nebyly v´ yjimkou. Na konci roku 1953 byla STASKA zruˇsena. Ofici´aln´ım d˚ uvodem bylo podezˇren´ı na manipulaci s v´ ysledky sportovn´ıch utk´an´ı. Bˇehem existence STASKY v n´ı lid´e pros´azeli 896 milion˚ u korun. Pades´at procent z t´eto ˇca´stky pˇripadlo na v´ yhry, 248 milion˚ u pˇripadlo st´atn´ımu rozpoˇctu a zbytek byl pouˇzit ve prospˇech sportu a tˇelov´ ychovy. Po zruˇsen´ı STASKY samozˇrejmˇe doch´azelo k neleg´aln´ımu s´azen´ı. Nejen to, ˇ ale pˇredevˇs´ım vznik Ceskoslovensk´ eho svazu tˇelesn´e v´ ychovy (na kter´ y nebyly ve st´atn´ı pokladnˇe potˇrebn´e finanˇcn´ı prostˇredky), vedl v roce 1956 z zaloˇzen´ı podniku SAZKA. Hlavn´ım u ´kolem mˇelo b´ yt organizov´an´ı s´azek na sportovn´ı utk´an´ı. Tato loterie dostala stejn´ y n´azev, tedy Sazka . Veˇsker´ y zisk z t´eto loterie mˇel plynout do st´atn´ıho rozpoˇctu na podporu sportu, tˇelov´ ychovy a turistiky. Z´aroveˇ n byla zavedena maxim´aln´ı moˇzn´a v´ yhra. 4
ˇ 1.2 Hazardn´ı hry v Ceskoslovensku Historie ˇ c´ıseln´ e hry Sportka 22. dubna 1957 byla spuˇstˇena nov´a ˇc´ıseln´a hra, Sportka. Jej´ı hern´ı princip byl pˇrevzat z podobn´e loterie, kter´a byla v t´e dobˇe provozov´ana ve Spolkov´e republice Nˇemecko, a byl pˇrizp˚ usoben ˇceskoslovensk´ ym podm´ınk´am. To znamen´a, ˇze poˇcet vˇsech moˇzn´ ych kombinac´ı takov´e hry by mˇel b´ yt pˇribliˇznˇe stejn´ y jako poˇcet ´ obyvatel dan´eho st´atu. Ukolem s´azej´ıc´ıch bylo spr´avnˇe tipovat 6 vylosovan´ ych ˇc´ısel, z celkov´eho poˇctu 49. Nejvyˇsˇs´ı moˇzn´a v´ yhra tehdy ˇcinila 40 tis´ıc korun. Loˇ sov´an´ı prob´ıhalo v nedˇeli dopoledne na r˚ uzn´ ych m´ıstech Ceskoslovenska, vˇetˇsinou o pˇrest´avk´ach sportovn´ıch utk´an´ı. V televizi se losov´an´ı pravidelnˇe objevuje od roku 1973. Hern´ı pl´an Sportky byl bˇehem jej´ı v´ıce neˇz p˚ ulstolet´ı dlouh´e historie mnohokr´at mˇenˇen. V roce 1962 bylo zavedeno tipov´an´ı sedm´eho, pr´emiov´eho ˇc´ısla. V roce 1965 se Sportka rozˇs´ıˇrila na tzv. dvous´azku, zaˇcal se zkr´atka losovat jeˇstˇe jeden tah. Ten se losoval vˇzdy v Praze nˇekolik hodin po vylosov´an´ı prvn´ıho tahu. Kromˇe v´ yher mˇeli b´ yt s´azej´ıc´ı motivov´ani i vˇecn´ ymi cenami, coˇz byly televizory. ledniˇcky, r˚ uzn´e z´ajezdy a ve v´ yjimeˇcn´ ych pˇr´ıpadech i osobn´ı automobily. Tyto vˇecn´e ceny se losovaly pˇrev´aˇznˇe ve v´anoˇcn´ıch taz´ıch. Od zaˇc´atku roku 1977 se losuje i tzv. dodatkov´e ˇc´ıslo , kter´e vˇsak plat´ı jen pro druh´e poˇrad´ı. Druh´e v´ yhern´ı poˇrad´ı znamenalo uhodnut´ı pˇeti ˇc´ısel. V roce 1980 bylo vˇsak pro dodatkov´e ˇc´ıslo zavedeno zvl´aˇstn´ı v´ yhern´ı poˇrad´ı. V´ yherce tohoto zvl´aˇstn´ıho poˇrad´ı mus´ı uhodnout pˇet ze ˇsesti ˇr´adn´ ych losovan´ ych ˇc´ısel a k nim nav´ıc jeˇstˇe pr´avˇe toto pr´emiov´e ˇc´ıslo. V roce 1993 byl pro prvn´ı v´ yhern´ı poˇrad´ı zaveden princip Jackpotu. To znamen´a, ˇze pokud nikdo v dan´em losov´an´ı neuhodl vˇsech ˇsest ˇr´adn´ ych losovan´ ych ˇc´ısel a nikdo tedy nevybral v´ yhru v prvn´ım poˇrad´ı, navyˇsuje se pro pˇr´ıˇst´ı losov´an´ı v´ yhra v prvn´ım poˇrad´ı pr´avˇe o tuto nevybranou ˇc´astku. Princip Jackpotu byl pro s´azej´ıc´ı velmi zaj´ımav´ y, protoˇze nedlouho po jeho zaveden´ı se hlavn´ı v´ yhra mnohdy vyˇsplhala aˇz ke tˇriceti milion˚ um korun. Pozdˇeji nebyly v´ yjimkou hlavn´ı v´ yhry, kter´e byly vyˇsˇs´ı neˇz magick´ ych sto milion˚ u korun. V takov´ ych pˇr´ıpadech zaˇc´ınaj´ı s´azet i lid´e, kteˇr´ı jinak Sportku z´asadnˇe nes´az´ı. Rok 1995 znamenal pro Sportku posledn´ı d˚ uleˇzitou zmˇenu. Protoˇze se zaveden´ım tzv. on-line termin´al˚ u“ velmi zjednoduˇsil pˇr´ıjem s´azenek, mohla b´ yt frek” vence losov´an´ı Sportky rozˇs´ıˇrena na dvˇe losov´an´ı t´ ydnˇe. Druh´e losov´an´ı se dˇeje kaˇzdou stˇredu a plat´ı pro nˇej naprosto stejn´a pravidla jako pro nedˇeln´ı losov´an´ı. V devades´at´ ych letech zavedla jeˇstˇe SAZKA dalˇs´ı dvˇe nov´e ˇc´ıseln´e hry. Prvn´ı z nich byl Mates , ten mˇel zpoˇca´tku t´emˇeˇr stejn´a pravidla jako Sportka, tak´e se 5
ˇ 1.2 Hazardn´ı hry v Ceskoslovensku losovalo 6 ˇc´ısel ze 49. Pozdˇeji vˇsak byla tato pravidla zmˇenˇena na losov´an´ı 5 ˇc´ısel z 35. Mates se na zaˇc´atku sv´e existence losoval pouze jedenkr´at mˇes´ıˇcnˇe, pozdˇeji jednou za ˇctrn´act dn´ı. S Matesem se pak stˇr´ıdala i dalˇs´ı ˇc´ıseln´a loterie Olympijsk´a s´ azka 5 ze 40. D˚ uvody ke zˇr´ızen´ı obou tˇechto loteri´ı byly pˇredevˇs´ım finanˇcn´ı. V´ ynos z Matesa mˇel b´ yt urˇcen na obnovu kulturn´ıch pam´atek, v´ ynos ze hry 5 ze ” 40“ mˇel b´ yt urˇcen na pˇr´ıpravu a pobyt ˇcesk´ ych olympionik˚ u na zimn´ıch a letn´ıch olympijsk´ ych hr´ach.
6
´ ´ ´I SPORTKY ANOMALIE V LOSOVAN
2
ˇ Sportka se tedy v Cesku losuje uˇz v´ıce neˇz p˚ ulstolet´ı. Sazka a.s. nab´ız´ı na sv´ ych webov´ ych str´ank´ach1 celou tuto historii. Pro n´as to bude velmi d˚ uleˇzit´ y materi´al, na kter´em budeme ovˇeˇrovat sv´e hypot´ezy. Zpoˇca´tku n´as budou zaj´ımat tzv anom´aln´ı tahy“. Co t´ım m´ame na mysli? Asi m´alokter´ y s´azej´ıc´ı by asi vsadil ” ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ˇc´ısla: ±° 4 ±° 5 ±° 6 ±° 7 ±° 16 ±° 17 – tedy jedna ˇctveˇrice a jedna dvojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel. Nav´ıc jsou vˇsechna ˇc´ısla mal´a. A pˇreci byla tato ˇc´ısla vylosov´ana v I. tahu nedˇeln´ıho losov´an´ı v 16. t´ ydnu roku 1998. V n´asleduj´ıc´ı ˇca´sti budeme hledat, jak´e jsou pravdˇepodobnosti v´ yskytu takov´ ychto anom´aln´ıch tah˚ u. Za takov´eto anom´alie budeme povaˇzovat tahy, ve kter´ ych se vyskytuje nˇekolik po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel. T´ım m´ame na mysli tyto tahy: ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
• pr´avˇe jedna dvojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel: ±° 1 ±° 2 ±° 17 ±° 34 ±° 43 ±° 49 , ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
• pr´avˇe dvˇe dvojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel: ±° 1 ±° 2 ±° 13 ±° 14 ±° 31 ±° 45 , ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
• pr´avˇe tˇri dvojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel: ±° 1 ±° 2 ±° 16 ±° 17 ±° 39 ±° 40 , ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
• pr´avˇe jedna trojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel: ±° 1 ±° 2 ±° 3 ±° 17 ±° 39 ±° 45 , ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
• jedna trojice a jedna dvojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel: ±° 1 ±° 2 ±° 3 ±° 17 ±° 18 ±° 45 , ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
• pr´avˇe dvˇe trojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel: ±° 1 ±° 2 ±° 3 ±° 17 ±° 18 ±° 19 , ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
• pr´avˇe jedna ˇctveˇrice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel: ±° 1 ±° 2 ±° 3 ±° 4 ±° 18 ±° 45 , ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
• ˇctveˇrice a dvojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel: ±° 1 ±° 2 ±° 3 ±° 4 ±° 18 ±° 19 , ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
• pr´avˇe jedna pˇetice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel: ±° 1 ±° 2 ±° 3 ±° 4 ±° 5 ±° 45 , ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
• pr´avˇe jedna ˇsestice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel: ±° 1 ±° 2 ±° 3 ±° 4 ±° 5 ±° 6 • a tahy se sam´ ymi velk´ ymi, mal´ ymi, lich´ ymi a sud´ ymi ˇc´ısly.
2.1
Teoretick´ e odvozen´ı poˇ ctu anom´ aln´ıch tah˚ u
K tomu, abychom mohli zjistit poˇcet vˇsech takov´ ychto tah˚ u, bude se n´am hodit, pokud budeme zn´at vzorce pro v´ ypoˇcet tˇechto souˇct˚ u: n X i=1 1
http://www.sazka.cz
7
i2
(1)
2.1 Teoretick´e odvozen´ı poˇctu anom´aln´ıch tah˚ u n X
i3
(2)
i=1
Pust´ıme se tedy do jejich odvozen´ı. Zaˇcnˇeme vzorcem
n X
i2 :
i=1 n X i=1
=
n n i 1 X 2 1 Xh 3 2 3 i = 3i = (i + 3i + 3i + 1) − i − 3i − 1 = 3 i=1 3 i=1 2
n n h n n i 1X i 1 Xh 1X 1X 3i − 1= (i + 1)3 − i3 − 3i − 1 = (i + 1)3 − i3 − 3 i=1 3 i=1 3 i=1 3 i=1 n n ´ X 1³ 3 1X 3 3 3 3 3 3 3 = 2 − 1 + 3 − 2 + 4 − 3 + . . . + (n + 1) − n − i− 1= 3| 3 i=1 {z } i=1 −13 +23 −23 +33 −33 +...+n3 −n3 +(n+1)3 = (n+1)3 −1
´ (n + 1)3 − 1 n(n + 1) n n³ 2 − − = 2n + 3n + 1 = 3 2 3 6 ³ ´ n n(n + 1)(2n + 1) = 2n(n + 1) + (n + 1) = 6 6 A hledan´ y vzorec je tedy: =
n X
i2 =
i=1
n(n + 1)(2n + 1) 6
Jeˇstˇe se n´am bude hodit vzorec pro
i=1
i3 , odvod´ıme ho podobn´ ym trikem jako
i=1
pˇri odvozen´ı vztahu (3): n X
n X
(3)
n n i 1 X 3 1 Xh 4 (i + 4i3 + 6i2 + 4i + 1) − i4 − 6i2 − 4i − 1 = i = 4i = 4 i=1 4 i=1 3
n n n n i 6 X X 1 Xh 1X 4 4 2 (i + 1) − i − i − 1= = i− 4 i=1 4 i=1 4 i=1 i=1 | | {z } {z } (n+1)4 −1
vztah (3)
1³
´ 1 1 1 = (n + 1)4 − 1 − n(n + 1)(2n + 1) − n(n + 1) − n = 4 4 2 4 ´ 1 1³ 4 = n + 2n3 + n2 = n2 (n + 1)2 = 4 4
µ
n(n + 1) 2
¶2
A hledan´ y vztah pro sumu (2): n X i=1
µ 3
i =
n(n + 1) 2 8
¶2 (4)
2.1 Teoretick´e odvozen´ı poˇctu anom´aln´ıch tah˚ u
A do tˇretice budeme jeˇstˇe pouˇz´ıvat vztahy:
j n X X
k, a podobn´ y pro tˇri sumy:
j=1 k=1 j n X i X X
k, zkusme si je tedy odvodit (budeme pouˇz´ıvat jiˇz odvozen´e vztahy (3)
i=1 j=1 k=1
a (4)): j n X X j=1 k=1
k=
n X j(j + 1) j=1
2
1 X³ 2 ´ 1 = j +j = 2 j=1 2 n
µ
n(n + 1)(2n + 1) n(n + 1) + 6 2
¶ =
³ ´ 1 1 n(n + 1)(n + 2) n(n + 1) (2n + 1) + 3 = n(n + 1)(2n + 4) = = 12 12 6 µ ¶ (n + 2)(n + 1)n n+2 = = 3! 3 Nakonec jsme tedy dok´azali, ˇze: j n X X
µ k=
j=1 k=1
n+2 3
¶ (5)
Zb´ yv´a n´am jeˇstˇe analogick´ y vztah pro tˇri sumy. Pˇri jeho odvozen´ı vyuˇzijeme pr´avˇe odvozen´eho vztahu (5) : j n X i X X
k=
i=1 j=1 k=1
¶ n µ X i+2 i=1
3
n
=
1X i(i + 1)(i + 2) = 6 i=1
n n n n ´ 1³ X ´ X X 1 X³ 3 2 3 2 i + 3i + 2i = i + 3i + 2i = = 6 i=1 6 i=1 i=1 i=1 µ 2 ¶ ´ 2 1 n (n + 1) n(n + 1)(2n + 1) n(n + 1) n(n + 1) ³ 2 = +3 +2 = n + 5n + 6 = 6 4 6 2 24
(n + 3)(n + 2)(n + 1)n n(n + 1)(n + 2)(n + 3) = = 24 4!
µ
n+3 4
¶
Dok´azali jsme tedy vztah: j n X i X X
µ k=
i=1 j=1 k=1
n+3 4
¶ (6)
Odvodili jsme si tedy vztahy, na kter´e se budeme pozdˇeji odkazovat. Ale neˇz budeme pokraˇcovat d´al, povˇsimneme si jeˇstˇe, ˇze vztahy (5) a (6) se n´apadnˇe
9
2.1 Teoretick´e odvozen´ı poˇctu anom´aln´ıch tah˚ u
podobaj´ı. Pˇrid´ame-li k nim jeˇstˇe vztah pro
n X
k, dostaneme:
k=1 n X
µ k =
k=1
j n X X
µ k =
j=1 k=1 j n X i X X
µ k =
i=1 j=1 k=1
k1 X k2 n X X k1 =1 k2 =1 k3 =1
|
{z
···
kl−1 X
.. . ?
km =
km =1
µ
n+1 2 n+2 3 n+3 4
¶ ¶ ¶ (7)
¶ n+m m+1
}
m
Pˇriˇcemˇz posledn´ı vztah v (7) uv´ad´ı autor t´eto pr´ace jako hypot´ezu. Zv´ıdav´ y ˇcten´aˇr se jistˇe pokus´ı tuto zaj´ımavou identitu dok´azat. Jeˇstˇe zjist´ıme poˇcet vˇsech tah˚ u, kter´e jsou moˇzn´e. Ve Sportce se losuje ˇsest ˇc´ısel ze 49ti moˇzn´ ych. Kolik je moˇznost´ı vybrat ˇsest prvk˚ u ze 49ti? Je jich tolik, kolik je ˇsestiˇclenn´ ych kombinac´ı ze 49ti prvk˚ u. Pro k -ˇclenn´e kombinace z n prvk˚ u plat´ı obecn´ y vztah:
µ ¶ n , (8) K(k, n) = k kde K(k, n) je samozˇrejmˇe poˇcet tˇechto kombinac´ı. V naˇsem pˇr´ıpadˇe dostaneme: µ ¶ 49 = 13 983 816. (9) K(6; 49) = 6 Poˇcet vˇsech moˇzn´ ych vyplnˇen´ı tiket˚ u Sportky je tedy 13 983 816. ˇ Sest po sobˇ e jdouc´ıch ˇ c´ısel Nyn´ı n´as tedy bude zaj´ımat poˇcet vˇsech tah˚ u, ve kter´ ych tvoˇr´ı losovan´a ˇc´ısla posloupnost ˇsesti po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel. Nejdˇr´ıve bychom si ale mˇeli uvˇedomit,
ˇze kaˇzd´a takov´ato ˇsestice je jednoznaˇcnˇe urˇcena sv´ ym prvn´ım prvkem. Prvn´ı ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
takov´a ˇsestice bude tedy tah: ±° 1 ±° 2 ±° 3 ±° 4 ±° 5 ±° 6 , posledn´ı takov´a ˇsestice bude ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ tah: ±° 43 ±° 44 ±° 45 ±° 46 ±° 47 ±° 48 ±° 49 . Je vidˇet, ˇze prvn´ı z tˇechto ˇc´ısel mus´ı b´ yt z mnoˇziny {1, 2, . . . , 43}. Poˇcet takov´ ych tah˚ u tedy bude stejn´ y, jako je poˇcet prvk˚ u v t´eto mnoˇzinˇe. Poˇcet vˇsech tah˚ u se ˇsesti po sobˇe jsouc´ımi ˇc´ısly je tedy 43. Jak´a je pravdˇepodobnost, ˇze n´ahodnˇe vybran´ y tah bude tvoˇrit ˇsest po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel? Pravdˇepodobnost poˇc´ıt´ame jako: p=
Np , Nm
10
(10)
2.1 Teoretick´e odvozen´ı poˇctu anom´aln´ıch tah˚ u kde Np je poˇcet pˇr´ızniv´ ych pˇr´ıpad˚ u, Nm je poˇcet vˇsech moˇzn´ ych pˇr´ıpad˚ u. V naˇsem pˇr´ıpadˇe je Np = 43 a podle vztahu (9) je Nm = 13 983 816. Tahy s jednou ˇsestic´ı by tedy mˇely b´ yt losov´any s pravdˇepodobnost´ı: p=
Np 43 . = 3,07 · 10−6 . = Nm 13 983 816
(11)
Pˇ et po sobˇ e jdouc´ıch ˇ c´ısel Tahy, ve kter´ ych se objevuje pr´avˇe pˇet po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel, budeme hledat n´asleduj´ıc´ım zp˚ usobem: Opˇet bude dobr´e si uvˇedomit, ˇze kaˇzd´a z tˇechto pˇetic je jednoznaˇcnˇe urˇcena sv´ ym prvn´ım prvkem. V kaˇzd´em tahu se ale losuje ˇsest ˇc´ısel, m˚ uˇzeme tedy ke kaˇzd´e pˇetici volit jeˇstˇe jedno ˇc´ıslo. Toto ˇc´ıslo si oznaˇc´ıme jako ? . Pojd’me tedy takov´e tahy hledat. V Tabulce 1 postupujeme tak, ˇze pevnˇe ±° ²¯
zvol´ıme pˇetici a k n´ı pak urˇc´ıme mnoˇzinu, ze kter´e m˚ uˇze b´ yt posledn´ı vylosovan´e ²¯
ˇc´ıslo ±° ? . ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯²¯
1 ±° 2 ±° 3 ±° 4 ±° 5 ±° ? ∈ {7, 8, . . . , 49} ±° ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯²¯ 2 ±° 3 ±° 4 ±° 5 ±° 6 ±° ? ∈ {8, 9, . . . , 49} ±° ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯²¯
3 ±° 4 ±° 5 ±° 6 ±° 7 ±° ? ∈ {9, 10, . . . , 49} ±° .. .
43 moˇznost´ı 42 moˇznost´ı 43 X
41 moˇznost´ı .. .
²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
43 ±° 44 ±° 45 ±° 46 ±° 47 ±° 49 ±°
i
i=1
1 moˇznost
Tabulka 1: Polovina poˇctu tah˚ u s jednou pˇetic´ı ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
Ovˇsem pozor, tento v´ yˇcet tah˚ u nen´ı kompletn´ı. Napˇr´ıklad tah ±° 6 ±° 16 ±° 17 ±° 18 ±° 19 ±° 20 zde nen´ı v˚ ubec zahrnut. V t´eto tabulce jsme tedy uvaˇzovali pouze tahy typu pˇetice–ˇc´ıslo, kde ono izolovan´e ˇc´ıslo bylo vˇetˇs´ı neˇz posledn´ı ˇc´ıslo pˇetice. Kolik je ale tah˚ u, kdy je ono izolovan´e ˇc´ıslo menˇs´ı neˇz prvn´ı ˇc´ıslo pˇetice? Cel´a u ´loha je zˇrejmˇe symetrick´a a v´ yˇse uvedenou tabulku bychom mohli pro tuto druhou, symetrickou moˇznost sestavit jako Tabulku 2. V Tabulce 2 jsou tedy vˇsechny tahy typu ˇc´ıslo–pˇetice, kde toto izolovan´e ˇc´ıslo je menˇs´ı neˇz prvn´ı ˇc´ıslo dan´e pˇetice. Vˇsech moˇzn´ ych tah˚ u, ve kter´ ych se objevuje pˇetice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel je tedy: 2·
n=43 X i=1
i=2·
n(n + 1) = 43 · 44 = 1892. 2
(12)
Jin´a moˇznost, jak naj´ıt poˇcet vˇsech tah˚ u s jednou pˇetic´ı, by mohla b´ yt tato: Ke kaˇzd´e pˇetici m˚ uˇzeme zvolit zbyl´e ˇc´ıslo ze 44 moˇzn´ ych – pˇet jsme uˇz z osud´ı vyt´ahli, 11
2.1 Teoretick´e odvozen´ı poˇctu anom´aln´ıch tah˚ u ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯²¯
49 ±° 48 ±° 47 ±° 46 ±° 45 ? ∈ {43, 42, . . . , 1} ±° ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯±° 48 ±° 47 ±° 46 ±° 45 ±° 44 ±° ? ∈ {42, 41, . . . , 1} ±° ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯²¯ 47 ±° 46 ±° 45 ±° 44 ±° 43 ±° ? ∈ {41, 40, . . . , 1} ±° .. .
43 moˇznost´ı 42 moˇznost´ı 41 moˇznost´ı
43 X
.. .
²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
7 ±° 6 ±° 5 ±° 4 ±° 3 ±° 1 ±°
i
i=1
1 moˇznost
Tabulka 2: Druh´a polovina poˇctu tah˚ u s jednou pˇetic´ı
pokud jsme vylosovali pˇetici. Protoˇze je kaˇzd´a pˇetice jednoznaˇcnˇe urˇcena sv´ ym ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
prvn´ım ˇc´ıslem a posledn´ı z nich je pˇetice ±° 45 ±° 46 ±° 47 ±° 48 ±° 49 , je tedy vˇsech moˇzn´ ych pˇetic 45. Ke kaˇzd´e z nich m˚ uˇzeme volit jedno ze zbyl´ ych 44 ˇc´ısel, to je dohromady 44 · 45 = 1980 moˇznost´ı. Ovˇsem nyn´ı jsme zapoˇc´ıtali i tahy, kter´e obsahuj´ı ˇsestice.
²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
Kolik takov´ ych tah˚ u mus´ıme odeˇc´ıst? Pro dvˇe krajn´ı pˇetice ±° 1 ±° 2 ±° 3 ±° 4 ±° 5 a ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ 45 ±° 46 ±° 47 ±° 48 ±° 49 je jen jedna moˇznost, jak zvolit zb´ yvaj´ıc´ı ˇc´ıslo tak, aby jsme ±° ²¯
²¯
dostali ˇsestici. V prvn´ım pˇr´ıpadˇe je to ˇc´ıslo ±° 6 a ve druh´e ˇc´ıslo ±° 44 . Pro vˇsechny ostatn´ı pˇr´ıpady m˚ uˇzeme ono krajn´ı ˇc´ıslo volit ze dvou moˇznost´ı. Napˇr´ıklad pro ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ pˇetici ±° 21 ±° 22 ±° 23 ±° 24 ±° 25 , vznikne ˇsestice, pokud je zbyl´e ˇc´ıslo bud’ ±° 20 nebo ±° 26 . Tedy pro dvˇe krajn´ı pˇetice je pouze jedna moˇznost, pro 43 ostatn´ıch pˇetic m´ame dvˇe moˇznosti, jak volit posledn´ı ˇc´ıslo. To je dohromady 2 · 1 + 43 · 2 = 88 tah˚ u. Vˇsech tah˚ u pr´avˇe s jednou pˇetic´ı je tedy: 1980 − 88 = 1892.
(13)
Poˇcty moˇznost´ı poˇc´ıtan´e prvn´ım zp˚ usobem (12) a druh´ ym zp˚ usobem (13) jsou samozˇrejmˇe stejn´e. Jeˇstˇe zjist´ıme pravdˇepodobnost tah˚ u s jednou pˇetic´ı po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel. S vyuˇzit´ım vztah˚ u (10), (9) a (13) plat´ı: p=
Np 1892 . = = 1,35 · 10−4 . Nm 13 983 816
(14)
Jedna ˇ ctveˇ rice a jedna dvojice po sobˇ e jdouc´ıch ˇ c´ısel Zde je situace velmi podobn´a pˇredeˇsl´emu pˇr´ıpadu. Cel´a u ´loha je opˇet symetrick´a, polovinu vˇsech moˇznost´ı m˚ uˇzeme zjistit napˇr´ıklad pomoc´ı n´asleduj´ıc´ı Tabulky 3. ²¯
Symbolem ±° ?1 je oznaˇceno menˇs´ı z dvojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel. V Tabulce 3 jsme tyto tahy sestavovali tak, ˇze jsme pevnˇe zvolili jednu ˇctveˇrici a k n´ı pak uvaˇzovali vˇsechny moˇzn´e dvojice, kter´e k n´ı m˚ uˇzeme vybrat. Opˇet jsme
²¯
si uvˇedomili, ˇze kaˇzd´a dvojice je plnˇe urˇcena napˇr´ıklad sv´ ym menˇs´ım prvkem ±° ?1 . 12
2.1 Teoretick´e odvozen´ı poˇctu anom´aln´ıch tah˚ u ²¯ ²¯ ²¯ ²¯²¯
1 ±° 2 ±° 3 ±° 4 ?1 ∈ {6, 7, . . . , 48} ±° ²¯ ²¯ ²¯ ²¯±° ²¯ 2 ±° 3 ±° 4 ±° 5 ±° ?1 ∈ {7, 8, . . . , 48} ±° ²¯ ²¯ ²¯ ²¯²¯ 3 ±° 4 ±° 5 ±° 6 ±° ?1 ∈ {8, 9, . . . , 48} ±°
43 moˇznost´ı 42 moˇznost´ı 41 moˇznost´ı
.. .
.. .
²¯ ²¯ ²¯ ²¯²¯ ²¯
43 ±° 44 ±° 45 ±° 46 ±° 48 ±° 49 ±°
43 X
i
i=1
1 moˇznost
Tabulka 3: Polovina poˇctu tah˚ u se ˇctveˇric´ı a dvojic´ı
Ze symetrie u ´lohy plyne, ˇze jsme takto naˇsli jen polovinu tah˚ u. Vˇsech moˇzn´ ych tah˚ u s jednou ˇctveˇric´ı a jednou dvojic´ı po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel je tedy: 2·
n=43 X
i=2·
i=1
n(n + 1) = 43 · 44 = 1892. 2
(15)
Z logiky sestavov´an´ı takov´ ychto tah˚ u plyne, ˇze takov´ ychto tah˚ u je stejnˇe jako tah˚ u s jednou pˇetic´ı (12). Tedy i pravdˇepodobnost vylosov´an´ı takov´eho tahu mus´ı b´ yt stejn´a jako v (14): p=
Np 1892 . = 1,35 · 10−4 . = Nm 13 983 816
(16)
Pr´ avˇ e jedna ˇ ctveˇ rice po sobˇ e jdouc´ıch ˇ c´ısel Vˇsechny takov´e tahy budeme hledat n´asleduj´ıc´ım postupem (viz. Tabulka 4). Nejdˇr´ıve zvol´ıme pevnˇe onu ˇctveˇrici, pak zvol´ıme pevnˇe i menˇs´ı ze dvou samostatn´ ych ˇc´ısel a vˇsechny moˇznosti pro volbu posledn´ıho ˇc´ısla opˇet vyj´adˇr´ıme mnoˇzinou. Pak ˇctveˇrici posuneme o jedno ˇc´ıslo a cel´ y postup opakujeme. Z Tabulky 4 to zˇrejmˇe bude patrnˇejˇs´ı. Zde ovˇsem poˇc´ıt´ame pouze tahy typu ˇctveˇrice–ˇc´ıslo–ˇc´ıslo. Je jasn´e, ˇze ˇctveˇrice m˚ uˇze b´ yt tak´e na druh´em nebo na tˇret´ım m´ıstˇe. To jsou dohromady tˇri moˇznosti ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
pro kaˇzd´ y tah z tabulky. Napˇr´ıklad tahu ±° 1 ±° 2 ±° 3 ±° 4 ±° 6 ±° 8 odpov´ıdaj´ı dalˇs´ı ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ dva tahy: ±° 1 ±° 3 ±° 4 ±° 5 ±° 6 ±° 8 a ±° 1 ±° 3 ±° 5 ±° 6 ±° 7 ±° 8 . Poˇcet vˇsech tah˚ u s pr´avˇe jednou ˇctveˇric´ı po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel je tedy (s vyuˇzit´ım odvozen´eho vztahu (5)): µ ¶ µ ¶ j n=42 XX n+2 44 3· i=3· =3· = 39 732. (17) 3 3 j=1 i=1 Uˇz jen zb´ yv´a dopoˇc´ıtat pravdˇepodobnost v´ yskytu takov´ ychto tah˚ u, s vyuˇzit´ım vztah˚ u (10), (9) a (17) plat´ı: p=
39 732 Np . = = 2,84 · 10−3 . Nm 13 983 816 13
(18)
2.1 Teoretick´e odvozen´ı poˇctu anom´aln´ıch tah˚ u ²¯ ²¯ ²¯ ²¯²¯²¯
1 ±° 2 ±° 3 ±° 4 6 ±° ? ∈ {8, 9 . . . , 49} ±° ±° ²¯²¯
7 ±° ? ∈ {9, 10, . . . , 49} ±° .. .
.. .
47 ±° 49 ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯±° ²¯
42 X
i
i=1
1 moˇznost
2 ±° 3 ±° 4 ±° 5 7 ±° ? ∈ {9, 10 . . . , 49} ±° ±° ²¯²¯
8 ±° ? ∈ {10, 11, . . . , 49} ±°
41 moˇznost´ı 40 moˇznost´ı
.. .
.. .
²¯ ²¯
.. .
41 moˇznost´ı
.. .
²¯ ²¯
.. .
42 moˇznost´ı
47 ±° 49 ±°
41 X
i
i=1
j 42 X X
i
j=1 i=1
1 moˇznost
²¯ ²¯ ²¯ ²¯²¯ ²¯
42 ±° 43 ,±° 44 ±° 45 ±° 47 ±° 49 ±°
1 moˇznost
.. . 1 X
i
i=1
Tabulka 4: Tahy s jednou ˇctveˇric´ı
Dvˇ e trojice po sobˇ e jdouc´ıch ˇ c´ısel Nyn´ı budeme hledat vˇsechny takov´e tahy, vˇsechny takov´e tahy, ve kter´ ych se vyskytuj´ı dvˇe trojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel. Budeme je hledat tak, ˇze pevnˇe zvol´ıme prvn´ı trojici a budeme uvaˇzovat, kolik m´ame moˇzn´ ych voleb druh´e trojice. V dalˇs´ım kroku opˇet posuneme prvn´ı trojici o jedno m´ısto a zase spoˇc´ıt´ame, kolik m˚ uˇze b´ yt druh´ ych trojic. Takto budeme postupovat poˇra´d d´ale, aˇz vyˇcerp´ame ²¯
vˇsechny moˇznosti (viz Tabulka 5 – symbol ±° ?1 oznaˇcuje nejmenˇs´ı ˇc´ıslo druh´e trojice). ²¯ ²¯ ²¯²¯
1 ±° 2 ±° 3 ?1 ∈ {5, 6, . . . , 47} ±° ²¯ ²¯ ²¯±° ²¯ 2 ±° 3 ±° 4 ±° ?1 ∈ {6, 7, . . . , 47} ±° ²¯ ²¯ ²¯²¯ 3 ±° 4 ±° 5 ±° ?1 ∈ {7, 8, . . . , 47} ±° .. .
43 moˇznost´ı 42 moˇznost´ı 41 moˇznost´ı
.. .
.. .
²¯ ²¯ ²¯²¯ ²¯ ²¯
43 ±° 44 ±° 45 ±° 47 ±° 48 ±° 49 ±°
43 X
i
i=1
1 moˇznost
Tabulka 5: Tahy se dvˇema trojicemi Vˇsech tah˚ u se dvˇema trojicemi je tedy: 43 X i=1
=
43 · 44 = 946. 2 14
(19)
2.1 Teoretick´e odvozen´ı poˇctu anom´aln´ıch tah˚ u Jeˇstˇe dopoˇc´ıt´ame pravdˇepodobnost v´ yskytu tah˚ u se dvˇema trojicemi po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel. Ze vztah˚ u (10), (9) a (19) dost´av´ame: p=
946 Np . = = 6,76 · 10−5 . Nm 13 983 816
(20)
Tˇ ri dvojice po sobˇ e jdouc´ıch ˇ c´ısel Tyto tˇri dvojice budeme hledat tak, ˇze vˇzdy upevn´ıme dvˇe z nich a spoˇc´ıt´ame poˇcet vˇsech kombinac´ı, jak se d´a vybrat tˇret´ı dvojice. Pokud tedy pevnˇe zvol´ıme dvojice ˇ ısel 1 2 4 5 pak menˇs´ı prvek tˇret´ı dvojice mus´ı leˇzet v mnoˇzinˇe {7, . . . , 48}. C´
²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ±° ±° ±° ±°
v t´eto mnoˇzinˇe je pr´avˇe 42. M´ame tedy 42 moˇznost´ı, jak vybrat tˇri dvojice tak, ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
aby dvˇe z nich byly ±° 1 ±° 2 ±° 4 ±° 5 . Pokusme se popsat vˇsechny takov´eto moˇznosti vytvoˇren´ı tˇr´ı dvojic – viz Tabulka 6. ²¯ ²¯²¯ ²¯²¯
1 ±° 2 ±° 4 ±° 5 ±° ?1 ∈ {7, . . . , 48} ±° ²¯ ²¯²¯ 5 ±° 6 ±° ?1 ∈ {8, . . . , 48} ±° .. .
²¯ ²¯
45 ±° 46 ±°
.. .
²¯ ²¯
7 ±° 8 ±° ?1 ∈ {9, . . . , 48} ±°
.. .
45 ±° 46 ±°
²¯ ²¯²¯ ²¯
42 ±° 43 ±° 45 ±° 46 ±°
42 X
i
i=1
1 moˇznost
2 ±° 3 ±° 5 ±° 6 ±° ?1 ∈ {8, . . . , 48} ±° ²¯ ²¯²¯
²¯ ²¯
41 moˇznost´ı .. .
48 ±° 49 ±° ²¯ ²¯²¯ ²¯²¯
.. .
42 moˇznost´ı
.. .
²¯ ²¯
48 ±° 49 ±° ²¯ ²¯
48 ±° 49 ±°
41 moˇznost´ı 40 moˇznost´ı .. .
41 X
i
i=1
j 42 X X
i
j=1 i=1
1 moˇznost
1 moˇznost
.. . 1 X
i
i=1
Tabulka 6: Konstrukce tˇr´ı dvojic po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel
Vˇsech moˇzn´ ych tah˚ u, ve kter´ ych se objev´ı pr´avˇe tˇri dvojice je tedy
k=1 i=1
i.
k=1 i=1
Ze vztahu (5) v´ıme, ˇze plat´ı: 42 X k X
42 X k X
µ ¶ 44 44 · 43 · 42 = 1204 moˇznost´ı. i= = 3! 3
(21)
Zaj´ µımav´ ¶ e je, ˇze bychom se k tomuto poˇctu mˇeli dostat podle kombinaˇcn´ıho 44 ˇc´ısla tak´e tak, ˇze ze 44 prvk˚ u vyb´ır´ame 3. To skuteˇcnˇe m˚ uˇzeme. Pokud 3 15
2.1 Teoretick´e odvozen´ı poˇctu anom´aln´ıch tah˚ u n´am jde o pr´avˇe tˇri dvojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel, pak tyto dvojice m˚ uˇzeme tak´e vybrat takov´ ymto myˇslenkov´ ym postupem: • Nejdˇr´ıve si mus´ıme uvˇedomit, ˇze kaˇzd´a dvojice je jednoznaˇcnˇe urˇcena — jak uˇz bylo zm´ınˇeno v´ yˇse — sv´ ym nejmenˇs´ım prvkem. Tyto tˇri dvojice jsou tedy jednoznaˇcnˇe vybr´any sv´ ymi nejmenˇs´ımi prvky a ty jsou tˇri. Na kaˇzdou z tˇechto dvojic tedy m˚ uˇzeme pohl´ıˇzet jako na jeden prvek. To by vysvˇetlovalo, proˇc vyb´ır´ame tˇri prvky. • Zb´ yv´a n´am vysvˇetlit, proˇc vyb´ır´ame pouze ze 44 prvk˚ u. K tomu n´am pom˚ uˇze n´asleduj´ıc´ı pˇredstava (viz [1]): Ve sbˇern´ach Sportky v Polsku se ve vitr´ınˇe se 49 ˇc´ısly oznamuje v´ ysledek losov´an´ı rozsv´ıcen´ım vylosovan´ ych ²¯ ²¯
ˇc´ısel. Pˇredstavme si tedy oˇc´ıslovan´e koule v ˇradˇe srovnan´e od ±° 1 do ±° 49 a ˇze v´ ysledek je zaznamen´av´an rozsv´ıcen´ım ˇsesti koul´ı s vylosovan´ ymi ˇc´ısly. Je to, jako by vˇsechny koule byly b´ıl´e a po vylosov´an´ı se zbarvily ˇcervenˇe. V naˇsem pˇr´ıpadˇe to znamen´a, ˇze m´ame mezi 43 b´ıl´ ych koul´ı um´ıstit tˇri ˇcerven´e dvojice, tak aby ˇza´dn´a dvˇe spolu nesousedily. Um´ıstˇeme tedy 43 koul´ı do ˇrady a pokusme se spoˇc´ıtat kolik je takov´ ych m´ıst, kde budou tˇri ˇcerven´e dvojice oddˇeleny alespoˇ n jednou b´ılou koul´ı. Jedno takov´e m´ısto je na zaˇca´tku, jedno na konci a pak zb´ yv´a jeˇstˇe 42 m´ıst mezi b´ıl´ ymi koulemi. Celkem je tedy 44 µ ¶ 44 . takov´ ych m´ıst, z nich m´ame vybrat tˇri. Poˇcet vˇsech moˇznost´ı je tedy 3 Zb´ yv´a jeˇstˇe dopoˇc´ıtat pravdˇepodobnost tahu se tˇremi dvojicemi. S vyuˇzit´ım vztah˚ u (10), (9) a (21) plat´ı: p=
Np 1204 . = = 8,61 · 10−5 . Nm 13 983 816
(22)
Pr´ avˇ e dvˇ e dvojice po sobˇ e jdouc´ıch ˇ c´ısel Opˇet se pokusme sestavovat takov´eto dvojice. Zaˇcneme tak, ˇze upevn´ıme dvˇe dvojice a jedno ˇc´ıslo, druh´e mus´ı b´ yt prvkem nˇejak´e mnoˇziny. Najdeme ji a zjist´ıme tak, kolik takov´ ych moˇzn´ ych tip˚ u existuje. D´ale bude voln´e i prvn´ı ˇc´ıslo. Opˇet zjist´ıme poˇcet moˇznost´ı a cel´ y postup opakujeme, dokud nevyˇcerp´ame vˇsechny moˇznosti. Vˇse je pˇrehlednˇe zachyceno v Tabulce 7. Ovˇsem mus´ıme si d´at pozor na to, ˇze takto spoˇc´ıt´ame pouze ˇc´ıseln´e kombinace typu: dvojice–dvojice–ˇc´ıslo–ˇc´ıslo, ale ne uˇz napˇr´ıklad kombinace typu ˇc´ıslo– dvojice–dvojice–ˇc´ıslo. Mus´ıme se tedy jeˇstˇe zamyslet nad t´ım, jak m˚ uˇzeme tuto skupinu nakombinovat. M´ame tedy srovnat do ˇrady prvky takov´eto mnoˇziny: {ˇc´ıslo, ˇc´ıslo, dvojice, dvojice}. To je ˇctyˇrprvkov´a mnoˇzina, kter´a m´a dva r˚ uzn´e 16
2.1 Teoretick´e odvozen´ı poˇctu anom´aln´ıch tah˚ u
²¯ ²¯²¯ ²¯²¯²¯
2 ±° 4 ±° 5 7 ? ∈ {9, . . . , 49} 1 ±° ±° ±° ±° ²¯²¯
8 ±° ? ∈ {10, . . . , 49} ±° .. .
²¯
47 ±°
.. .
²¯
9 ±° ? ∈ {11, . . . , 49} ±°
.. .
47 ±°
²¯ ²¯²¯
41 X
i
i=1
1 moˇznost
5 ±° 6 ±° 8 ±° ? ∈ {10, . . . , 49} ±° ²¯²¯
²¯
40 moˇznost´ı .. .
49 ²¯ ²¯²¯²¯ ±°
.. .
41 moˇznost´ı
.. .
40 moˇznost´ı 39 moˇznost´ı .. .
²¯
49 ±°
40 X
i
i=1
²¯
1 moˇznost
j=1 i=1
.. . 1 X
9 ±° ? ∈ {11, . . . , 49} ±°
i
k=1 j=1 i=1
40 moˇznost´ı 39 moˇznost´ı
40 X
i
i=1
.. .
47 ±°
²¯ ²¯²¯
44 ±° 45 ±° 47 ±°
j 40 X X
.. .
.. . 49 ±°
1 moˇznost
²¯
49 ±°
1 moˇznost
.. . 41 ±° 42 ±° 44 ±° 45 ±° 47 ±°
i
j=1 i=1
²¯
.. . 1 X
i
i=1
²¯ ²¯²¯ ²¯²¯
j 1 X 41 X X
i=1
2 ±° 3 ±° 5 ±° 6 ±° 8 ±° ? ∈ {10, . . . , 49} ±° ²¯²¯
²¯
i
1 moˇznost
44 ±° 45 ±° 47 49 ±° ±° ²¯ ²¯²¯ ²¯²¯²¯
.. .
j 41 X X
²¯
49 ±°
1 moˇznost
1 X
i
i=1
Tabulka 7: Zjiˇstˇen´ı poˇctu tah˚ u se dvˇema dvojicemi
17
.. . j 1 XX j=1 i=1
i
i
2.1 Teoretick´e odvozen´ı poˇctu anom´aln´ıch tah˚ u prvky, z nichˇz kaˇzd´ y se dvakr´at opakuje. Uspoˇr´adat tuto mnoˇzinu do ˇrady je analogick´a u ´loha, jako uspoˇra´dat do ˇrady prvky z mnoˇziny {1, 1, 2, 2}, nebo-li je to tot´eˇz jako hledat, kolik r˚ uzn´ ych ˇctyˇrcifern´ ych ˇc´ısel se d´a vytvoˇrit z prvk˚ u mnoˇziny {1, 1, 2, 2}. To jsou ale permutace s opakov´an´ım. Pro jejich poˇcet plat´ı vztah: n! , k1 ! · k2 ! · . . . · km !
Pk1 ,k2 ,...,km (n) =
(23)
kde n je poˇcet prvk˚ u dan´e mnoˇziny a k1 , k2 , . . . , km jsou poˇcty opakov´an´ı jednotm X liv´ ych prvk˚ u, pˇriˇcemˇz plat´ı, ˇze ki = n. V naˇsem pˇr´ıpadˇe se poˇcet moˇznost´ı, i=1
srovnat do ˇrady mnoˇzinu {ˇc´ıslo, ˇc´ıslo, dvojice, dvojice}, d´a zjistit za pouˇzit´ı vztahu (23) takto:
4! =6 2!.2! Vˇsech moˇzn´ ych tah˚ u, kter´e obsahuj´ı pr´avˇe dvˇe dvojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel je tedy (k v´ ypoˇctu pouˇzijeme vztahu (6)): 6·
j k X 41 X X k=1 j=1 i=1
µ ¶ 44 i=6· = 814 506. 4
(24)
Existuje tedy 814 506 tah˚ u, kter´e obsahuj´ı pr´avˇe dvˇe dvojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel. Opˇet bychom tento v´ ysledek dok´azali odvodit i jinak. Jde-li n´am o tahy, ve kter´ ych se vyskytuj´ı pr´avˇe dvˇe dvojice, znamen´a to (v souladu s t´ım, co bylo ˇreˇceno v pˇredch´azej´ıc´ım odstavci), ˇze mus´ıme do ˇrady 43 koul´ı um´ıstit dvˇe dvojice a dvˇe samotn´e koule tak, aby ˇza´dn´e dva z tˇechto ˇctyˇr prvk˚ u nesousedily. Mus´ıme je tedy um´ıstit bud’ na zaˇca´tek, nebo na konec t´eto ˇrady, nebo do nˇekter´e z mezer mezi tˇemito koulemi. V ˇradˇe 43 koul´ı je 42 mezer a nav´ıc m˚ uˇzeme pouˇz´ıt i m´ısto na zaˇc´atku a naµkonci ¶ t´eto ˇrady. To je dohromady 44 m´ıst. Vyb´ır´ame tedy ˇctyˇri 44 m´ısta ze 44, tj. moˇznost´ı. Ale nav´ıc jeˇstˇe pro kaˇzd´ y z tˇechto v´ ybˇer˚ u mus´ıme 4 urˇcit, na kter´em m´ıstˇe budou ony dvojice a na kter´em budou zbyl´a dvˇe ˇc´ısla. Opˇet m´ame tedy seˇradit ˇctyˇri prvky, kter´e se opakuj´ı, m˚ uˇzeme tedy pouˇz´ıt vztah pro permutace s opakov´an´ım (23). Takov´ ych moˇznost´ı je tedy 6. Opˇet se tedy dost´av´ame ke vztahu:
µ ¶ 44 6· = 814 506. 4
(25)
Na z´avˇer jeˇstˇe dopoˇc´ıt´ame pravdˇepodobnost vylosov´an´ı tah˚ u se dvˇema dvojicemi po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel. Zase vyuˇzijeme vztahy (10), (9) a (24): p=
Np 814 506 . = = 0,0582. Nm 13 983 816 18
(26)
2.1 Teoretick´e odvozen´ı poˇctu anom´aln´ıch tah˚ u Pr´ avˇ e jedna dvojice po sobˇ e jdouc´ıch ˇ c´ısel Nyn´ı n´as bude zaj´ımat kolik je takov´ ych tah˚ u, ve kter´ ych se vyskytne jedna dvojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel, a ˇz´adn´a ostatn´ı ˇc´ısla uˇz spolu nesoused´ı. Opˇet si pˇredstav´ıme ˇradu 43 koul´ı a mezi budeme umist’ovat jednu dvojici a ˇctyˇri samostatn´a ˇc´ısla tak, aby spoleˇcnˇe ˇza´dn´e dva prvky nesousedili. M´ame tedy um´ıstit jednu dvojici a ˇctyˇri izolovan´a ˇc´ısla, to je dohromady pˇet prvk˚ u. Uvaˇzovan´a m´ısta v ˇradˇe ˇctyˇriceti tˇr´ı koul´ı jsou opˇet zaˇc´atek, konec a 42 mezer , tj. 44 moˇzn´ ych ¡44¢ m´ıst. Vyb´ır´ame tedy 5 prvk˚ u ze 44, to znamen´a, ˇze m´ame celkem 5 moˇznost´ı. Jeˇstˇe n´am zb´ yv´a zjistit kolik je moˇznost´ı seˇrazen´ı mnoˇziny jedn´e dvojice a ˇctyˇr izolovan´ ych ˇc´ısel. To jsou opˇet permutace s opakov´an´ım (23), v naˇsem pˇr´ıpadˇe 5! . Vˇsech tah˚ u s jednou dvojic´ı opakuj´ıc´ıch se ˇc´ısel je tedy: 1!.4! µ ¶ 44 5! = 5 430 040 (27) 1! · 4! 5 Tah˚ u, ve kter´ ych se vyskytuje pr´avˇe jedna dvojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel a kde jsou ostatn´ı ˇc´ısla od sebe oddˇelena, je tedy 5 430 040. To je necel´ ych pˇet a p˚ ul milionu tah˚ u, coˇz je pomˇernˇe dost. Jak velk´a bude pravdˇepodobnost, ˇze v n´ahodn´em tahu Sportky se objev´ı pr´avˇe jedna dvojice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel? S vyuˇzit´ım vztah˚ u (10), (9) a (27) plat´ı: p=
Np 5 430 040 . = = 0,388 Nm 13 983 816
∼
39 %.
(28)
M´ame tedy pravdˇepodobnost 39 %, ˇze n´ahodnˇe vybran´ y tah losov´an´ı Sportky obsahuje pr´avˇe jednu dvojici po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel. To je pomˇernˇe velk´a pravdˇepodobnost. Asi malokter´ y s´azej´ıc´ı tipuje na sv´em tiketu dvˇe po sobˇe jdouc´ı ˇc´ısla. Pr´ avˇ e jedna trojice po sobˇ e jdouc´ıch ˇ c´ısel Do tˇechto tah˚ u samozˇrejmˇe nebudeme poˇc´ıtat tahy s trojic´ı a dvojic´ı ani se dvˇema trojicemi. Opˇet vyuˇzijeme stejnou u ´vahu jako v pˇredchoz´ım pˇr´ıpadˇe. Pˇredstav´ıme si ˇradu 43 b´ıl´ ych koul´ı a do nich bychom chtˇeli um´ıstit ˇctyˇri prvky (pˇredstavme si je opˇet napˇr´ıklad jako ˇctyˇri ˇcerven´e koule). Proˇc ˇctyˇri? Jde pˇrece o prvky trojice– ˇc´ıslo–ˇc´ıslo–ˇc´ıslo, tedy o ˇctyˇri r˚ uzn´e prvky. Kolik m´ame moˇznost´ı um´ıstit mezi 43 b´ıl´ ych koul´ı 4 ˇcerven´e? M˚ uˇzeme je um´ıstit na zaˇc´atek nebo na konec t´eto ˇrady nebo mezi tyto koule. Mezer mezi tˇemito koulemi je 42, zaˇca´tek a konec jsou dalˇs´ı dvˇe moˇznosti, dohromady tedy 44 moˇznost´ı. Vyb´ır´ame tedy ˇctyˇri prvky ze 44. Ovˇsem u on´e ˇctyˇrprvkov´e mnoˇziny trojice–ˇc´ıslo–ˇc´ıslo–ˇc´ıslo se prvek ˇc´ıslo opakuje 19
2.1 Teoretick´e odvozen´ı poˇctu anom´aln´ıch tah˚ u tˇrikr´at. Jde tedy opˇet o permutace s opakov´an´ım (23). Tah˚ u s jednou trojic´ı je tedy:
µ ¶ 44 4! · = 543 004 1! · 3! 4
(29)
A pravdˇepodobnost v´ yskytu takov´ ychto tah˚ u je pak podle (10), (9) a (29) plat´ı: p=
Np 543 004 . = = 0,0388 Nm 13 983 816
(30)
Jedna trojice a jedna dvojice po sobˇ e jdouc´ıch ˇ c´ısel Opˇet vyuˇzijeme stejnou u ´vahu jako v pˇredchoz´ım pˇr´ıpadˇe. Mezi 43 koulemi (a to vˇcetnˇe zaˇc´atku a konce t´eto ˇrady) je tedy 44 m´ıst. Do tˇechtoµm´ıst ¶ nyn´ı umist’ujeme 44 trojici prvk˚ u trojice–dvojice–ˇc´ıslo. Podle (8) m´ame tedy moˇznost´ı. Prvky 3 trojice–dvojice–ˇc´ıslo tvoˇr´ı tˇr´ıprvkovou mnoˇzinu, ve kter´e se ˇza´dn´ y prvek neopakuje. Pokud tedy pevnˇe zvol´ıme mezery mezi ˇradou koul´ı, mus´ıme jeˇstˇe rozhodnout kolika zp˚ usoby m˚ uˇzeme do tˇechto tˇr´ı mezer um´ıstit tˇri prvky. Takov´ ych zp˚ usob˚ u je ale stejnˇe, jako je permutac´ı tˇr´ıprvkov´e mnoˇziny, a tˇech je 3! . Pro poˇcet vˇsech tah˚ u s jednou dvojic´ı a jednou trojic´ı tedy plat´ı: µ ¶ 44 44 · 43 · 42 = 3! · 3! · = 44 · 43 · 42 = 79 464. 3 3!
(31)
Jeˇstˇe mus´ıme zjistit pravdˇepodobnost vylosov´an´ı takov´ehoto tahu, ta je podle vztah˚ u (10), (9) a (31): p=
79 464 . Np = 0,00568. = Nm 13 983 816
(32)
Mal´ aˇ c´ısla Nyn´ı zjist´ıme poˇcet tah˚ u, ve kter´ ych jsou jen ˇc´ısla ostˇre menˇs´ı neˇz 25. Napˇr´ıklad ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
tah ±° 1 ±° 3 ±° 9 ±° 10 ±° 17 ±° 22 patˇr´ı mezi takov´e tahy. Jejich poˇcet zjist´ıme jednoduˇse. Staˇc´ı si jen uvˇedomit, ˇze kaˇzd´ y takov´ yto tah m´a ˇsest ˇc´ısel, kter´a jsou vybr´ana z mnoˇziny {1, 2, . . . , 24}. Tato mnoˇzina m´a 24 prvk˚ u. Vˇsech hledan´ ych tah˚ u bude pr´avˇe tolik jako ˇsestiprvkov´ ych kombinac´ı z 24 prvk˚ u (vztah (8)). Tedy: µ ¶ 24 = 134 596. 6
(33)
A pravdˇepodobnost v´ yskytu takov´ ychto tah˚ u je podle vztah˚ u (10), (9) a (33): p=
Np 134 596 . = = 0,00963. Nm 13 983 816
20
(34)
ˇ 2.2 Anal´ yza historie tah˚ u Sportky v CR Velk´ aˇ c´ısla T´ım m´ame na mysli tahy, ve kter´ ych se vyskytuj´ı jen ˇc´ısla z mnoˇziny {26, 27, . . . , 49}. Analogickou u ´vahou jako v pˇredchoz´ım pˇr´ıpadˇe zjist´ıme (obˇe mnoˇziny maj´ı stejn´ y poˇcet prvk˚ u), ˇze takov´ ych tah˚ u je podle vztahu (33) pˇresnˇe 134 596. Pravdˇepodobnost v´ yskytu je stejn´a jako v (34). Lich´ aˇ c´ısla Jsou takov´e tahy, kter´e obsahuj´ı pouze ˇc´ısla z mnoˇziny lich´ ych ˇc´ısel menˇs´ıch neˇz 50, tj. {1, 3, 5, . . . , 49}. Takov´a mnoˇzina m´a 25 prvk˚ u, z tˇech opˇet vyb´ır´ame ˇsestiprvkov´e podmnoˇziny. Podle vztahu (8) plat´ı: µ ¶ 25 = 177 100. 6 A pro pravdˇepodobnost vylosov´an´ı takov´ ychto tah˚ u plat´ı: Np 177 100 . p= = = 0,0127. Nm 13 983 816
(35)
(36)
Sud´ aˇ c´ısla Vˇsechna sud´a ˇc´ısla od 1 do 49 m˚ uˇzeme zapsat do mnoˇziny {2, 4, 6, . . . , 48}, kter´a m´a 24 prvk˚ u. Poˇcet tah˚ u zjist´ıme tedy opˇet jako ˇsestiˇclennou kombinaci z 24 prvk˚ u. Ze vztahu (33) uˇz v´ıme, ˇze takov´ ychto tah˚ u je 134 596. Pravdˇepodobnost v´ yskytu je stejn´a jako v (34).
2.2
ˇ Anal´ yza historie tah˚ u Sportky v CR
Na webov´ ych str´ank´ach Sazky a.s.2 je zdarma k dispozici historie vˇsech tah˚ u Sportky, a to jak pro nedˇeln´ı, tak i stˇredeˇcn´ı losov´an´ı. Jak uˇz bylo naznaˇceno ˇ ych zem´ıch dlouhou tradici. Prvn´ı losov´an´ı v u ´vodu, ˇc´ıseln´e loterie maj´ı v Cesk´ Sportky se uskuteˇcnilo na konci dubna 1957. Od t´e doby probˇehlo do dubna 2007 pˇresnˇe 2596 tah˚ u. Od ledna 1977 se losuje tzv. dodatkov´e ˇc´ıslo , to m´a ale smysl jen pro s´azej´ıc´ıho, kter´ y uhodnul pr´avˇe pˇet ˇra´dn´ ych ˇc´ısel a toto dodatkov´e. V tom pˇr´ıpadˇe by vyhr´al v´ yhru ve druh´em poˇrad´ı. N´as ale bude zaj´ımat pouze onˇech ˇsest ˇr´adn´ ych losovan´ ych ˇc´ısel. Pomoc´ı jednoduch´ ych program˚ u3 nalezneme poˇcty jednotliv´ ych anom´ali´ı. V´ ysledky jsou pˇrehlednˇe uvedeny v Tabulce 8. Asi n´as pˇrekvap´ı, ˇze jsme skuteˇcnˇe naˇsli do2 3
http://www.sazka.cz Jsou na pˇriloˇzen´em CD ve sloˇzce programy/anomalie. Jako programovac´ı jazyk byl pouˇzit
skriptovac´ı jazyk PERL. Ve sloˇzce historie tahu/ je pak cel´a historie losovan´ ych ˇc´ısel od roku 1956.
21
ˇ 2.2 Anal´ yza historie tah˚ u Sportky v CR
Nedˇele
Stˇreda
Dohromady
I. tah
II. tah
I. tah
II. tah
ˇ Sestice
0
0
0
0
0
Pˇetice ˇ rice a dvojice Ctveˇ
2
0
0
0
2
1
1
0
0
2
Jedna ˇctveˇrice
11
8
0
0
19
Dvˇe trojice
0
0
0
0
0
Trojice a dvojice
9
7
3
1
20
114
79
28
25
246
Tˇri dvojice
2
1
0
0
3
Dvˇe dvojice
163
153
31
32
379
Jedna dvojice
1019
857
253
251
2380
Lich´a ˇc´ısla
21
23
15
9
68
Sud´a ˇc´ısla
18
22
8
4
52
Mal´a ˇc´ısla
19
21
10
2
52
Velk´a ˇc´ısla
29
25
6
4
64
2596
2184
629
629
6068
Jedna trojice
Celkem tah˚ u
Tabulka 8: Nalezen´e absolutn´ı ˇcetnosti jednotliv´ ych zaj´ımav´ ych tah˚ u konce dva tahy, ve kter´ ych ˇsla jedna pˇetice po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel. Byl to tahy
²¯
z 50. t´ ydne roku 1970, tehdy byla v prvn´ım tahu Sportky vylosov´ana ˇc´ısla: ±° 17
²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
23 ±° 24 ±° 25 ±° 26 ±° 27 . Podobn´ y tah byl ten ze 42. t´ ydne roku 1989: ±° 17 ±° 18 ±° 19 ±° 20 ±° 21 ±° ²¯ 26 . Dodejme, ˇze podle vztahu (14) je pravdˇepodobnost, ˇze bude vylosov´ana pˇetice ±° po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel, rovna 0,0135 %, coˇz je zhruba podobn´a pravdˇepodobnost, jako pokud bychom chtˇeli, aby n´am pˇri hodu minc´ı padnul 13kr´at za sebou rub. Bez zaj´ımavosti jistˇe nen´ı ani tah z 16. t´ ydne roku 1998, tehdy byla v prvn´ım ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
17 – tedy jedna ˇctveˇrice a tahu nedˇeln´ıho losov´an´ı taˇzena ˇc´ısla: ±° 4 ±° 5 ±° 6 ±° 7 ±° 16 ±° jedna dvojice. Pravdˇepodobnost je to stejn´a, jako pro jednu pˇetici (ˇceho jsme si jiˇz vˇsimli, kdyˇz jsme rozeb´ırali poˇcty takov´ ych tah˚ u). Nyn´ı n´as bude zaj´ımat porovn´an´ı vypoˇc´ıtan´e pravdˇepodobnosti a relativn´ı ˇcetnosti, kterou jsme naˇsli ve vˇsech losov´an´ıch (posledn´ı sloupec Tabulky 8). Relativn´ı ˇcetnosti pro jednotliv´e anom´alie budeme poˇc´ıtat n´asleduj´ıc´ım zp˚ usobem: ri =
Poˇcet tah˚ u s anom´ali´ı i Celkov´ y poˇcet ovˇeˇrovan´ ych tah˚ u
(37)
V naˇsem pˇr´ıpadˇe byl celkov´ y poˇcet ovˇeˇrovan´ ych tah˚ u 6068. Byly to v´ ysledky losov´an´ı z I. tahu nedˇeln´ıho losov´an´ı, tˇech bylo od 16. t´ ydne roku 1957 do 15. t´ ydne 22
ˇ 2.2 Anal´ yza historie tah˚ u Sportky v CR
Pravdˇepodobnost
Relativn´ı
Oˇcek´avan´ y Skuteˇcn´ y
v´ yskytu
ˇcetnost
poˇcet
poˇcet
ˇ Sestice
3,07 · 10−6
—
0
0
Pˇetice ˇ rice a dvojice Ctveˇ
0,000 135
0,000 330
1
2
0,000 135
0,000 330
1
2
Jedna ˇctveˇrice
0,002 84
0,003 13
17
19
−5
Dvˇe trojice
6,76 · 10
—
0
0
Trojice a dvojice
0,005 68
0,003 30
34
20
Jedna trojice
0,0388
0,0405
235
246
Tˇri dvojice
8,61 · 10−5
1
3
Dvˇe dvojice
0,0582
0,125
354
379
Jedna dvojice
0,388
0,392
2356
2380
Lich´a ˇc´ısla
0,0127
0,0112
77
68
Sud´a ˇc´ısla
0,009 63
0,008 57
58
52
Mal´a ˇc´ısla
0,009 63
0,008 57
58
52
Velk´a ˇc´ısla
0,009 63
0,0105
58
64
49,4 · 10−5
Tabulka 9: Porovn´an´ı pravdˇepodobnost´ı a relativn´ıch ˇcetnost´ı, oˇcek´avan´eho a skuteˇcn´eho poˇctu roku 2007 pˇresnˇe 2596. D´ale pak ze II. tahu nedˇeln´ıho losov´an´ı (kter´ y se zaˇcal losovat od 14. t´ ydne roku 1965), tˇech bylo do 15. t´ ydne roku 2007 pˇresnˇe 2184. A koneˇcnˇe to byly tahy stˇredeˇcn´ıho losov´an´ı, jehoˇz oba tahy se losuj´ı od 15. t´ ydne roku 1995. Jich bylo dohromady do 16. t´ ydne roku 2007 pˇresnˇe 2 · 629 = 1258. Dohromady m´ame tedy k dispozici historii 2596 + 2184 + 1288 = 6068 tah˚ u. Spoˇc´ıtejme relativn´ı ˇcetnost napˇr´ıklad pro tahy s jednou trojic´ı. Tˇech bylo dohromady 246, pro jejich relativn´ı ˇcetnost tedy podle vztahu: r3 =
246 = 0,0405. 6068
(38)
V´ ysledky pro vˇsechny ostatn´ı tahy, kter´e n´as zaj´ımaj´ı, jsou v Tabulce 9. V Tabulce 9 jsou tak´e porovn´any skuteˇcn´e a oˇcek´avan´e poˇcty v´ yskytu kaˇzd´e anom´alie v 6068 taz´ıch. Skuteˇcn´e poˇcty, jsou celkov´e hodnoty z Tabulky 8, jsou to ty, kter´e jsme opravdu naˇsli v bohat´e historii losov´an´ı Sportky. Oˇcek´avan´e hodnoty zjist´ıme pomoc´ı pravdˇepodobnosti, kterou jsme si u kaˇzd´e anom´alie vypoˇc´ıtali. Pokud provedeme n losov´an´ı a o nˇejak´em jevu v´ıme, ˇze nastane s pravdˇepodobnost´ı p, pak je tento oˇcek´avan´ y poˇcet roven souˇcinu t´eto pravdˇepodobnosti p a poˇctu opakov´an´ı n, tedy p·n. 23
ˇ 2.2 Anal´ yza historie tah˚ u Sportky v CR Jak´ y tedy bude oˇcek´avan´ y poˇcet tah˚ u s jednou trojic´ı po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel, pokud provedeme 6068 losov´an´ı? Podle vztahu (30) je tato pravdˇepodobnost 0,0388. Tah˚ u s jednou trojic´ı m˚ uˇzeme tedy oˇcek´avat: n · p = 6068 · 0,0388 = 235 tah˚ u.
(39)
Oˇcek´avan´e poˇcty pro ostatn´ı zaj´ımav´e tahy jsou v Tabulce 9. Je dobr´e si povˇsimnout, ˇze oˇcek´avan´e a skuteˇcn´e poˇcty se nijak v´ yznamnˇe neliˇs´ı.
24
3
ˇ ´IZEN´I TEST LOSOVAC´ICH ZAR
Sportka je samozˇrejmˇe stejnˇe tak jako ruleta hazardn´ı hra. Z historie rulety v´ıme, ˇze se hr´aˇci nejednou pokouˇseli vyuˇz´ıt slabin losovac´ıho zaˇr´ızen´ı. Tak jako se to v roce 1897 podaˇrilo Angliˇcanovi Josephu Jaggersovi. Kdyˇz poprv´e vkroˇcil do herny v Monte Carlu, ve kter´e bylo ˇsest ruletov´ ych kol, byl jimi jako mechanik stroj˚ u pro zpracov´an´ı bavlny tak fascinov´an, ˇze hned druh´ y den najal ˇsest lid´ı k tomu, aby u jednotliv´ ych stol˚ u nen´apadnˇe zaznamen´avali vylosovan´a ˇc´ısla. U ruletov´ ych stol˚ u b´ yv´a zvykem, ˇze se losov´an´ı kon´a zhruba 55kr´at za hodinu. Vezmeme-li v u ´vahu, ˇze kasino mˇelo otevˇreno asi 8 hodin dennˇe, mohl Jaggers za t´ yden z´ıskat historii 3000 losovan´ ych ˇc´ısel pro kaˇzdou ruletu. Po t´ ydnu tato data analyzoval a doˇsel k z´avˇeru, ˇze u ˇsest´e rulety padaj´ı d´ıky poˇskozen´ı jej´ıho mechanick´eho zaˇr´ızen´ı nˇekter´a ˇc´ısla ˇcastˇeji, nˇeˇz by mˇel b´ yt obvykl´ y teoretick´ y pr˚ umˇer. Jaggers se tedy zaˇcal u t´eto rulety hr´at a zaˇcal na zjiˇstˇen´a ˇc´ısla s´azet. Jakmile doˇslo k prvn´ım v´ yhr´am, zaˇcal zvyˇsovat s´azky. Kdyˇz uˇz vyhr´aval asi 10 000 dolar˚ u, zaˇcali si ho vˇs´ımat dva inspektoˇri z onoho kas´ına. Kdyˇz uˇz Jaggers vyhr´aval 50 000 dolar˚ u, pˇribylo pozorovatel˚ u z ˇrad person´alu, mysleli si totiˇz, ˇze mus´ı j´ıt o nˇejak´ y podvod. V jeden´act veˇcer, kdyˇz uˇz se herna zav´ırala, odn´aˇsel si Jaggers necel´ ych 70 000 dolar˚ u. Pˇr´ıˇst´ı den se samozˇrejmˇe do herny vr´atil a opˇet s´azel ta sam´a ˇc´ısla. Aby zm´atl tˇri inspektory, kteˇr´ı sledovali t´emˇeˇr kaˇzd´ y jeho pohyb, s´azky prokl´adal dalˇs´ımi na zcela n´ahodn´a ˇc´ısla. To ale nikoho z person´alu neuklidnilo, nebot’ druh´ y den vyhr´al Jaggers do t´e doby neuvˇeˇriteln´ ych 300 000 dolar˚ u. Pro kasino se vˇse jeˇstˇe zhorˇsilo t´ım, ˇze ostatn´ı hr´aˇci u stolu zaˇcali s´azet pˇresnˇe podle nˇeho. Kasinu uˇz pomalu zaˇcalo doch´azet, ˇze tato ruleta mus´ı b´ yt nˇejak´ ym zp˚ usobem nevyv´aˇzen´a. Veden´ı tedy rozhodlo, ˇze bˇehem noci budou jednotliv´a ruletov´a kola prom´ıch´ana. Neˇz tento u ´skok ze strany herny Jaggers n´asleduj´ıc´ıho dne prohl´edl, pˇriˇsel o sumu 200 000 dolar˚ u. Nebyl ale hloup´ y, a tu
svou“ ruletu v hernˇe ” naˇsel podle mal´eho ˇskr´abance na okraji m´ısy ruletov´eho kola. Pˇresunul se tedy k nˇemu a dalˇs´ımi s´azkami nahromadil dalˇs´ıch 350 000 tis´ıc dolar˚ u. To vˇse v souˇctu s pˇredchoz´ımi dny dalo dohromady t´emˇeˇr 450 000 dolar˚ u. Zoufal´e veden´ı herny ˇreˇsilo vzniklou situaci radik´alnˇe. Poslali kur´ yra s prohr´avaj´ıc´ım ruletov´ ym kolem spˇeˇsnˇe k v´ yrobci rulety do Paˇr´ıˇze. Tamn´ı experti bleskovˇe poznali, ˇze probl´em bude v kovov´ ych zar´aˇzk´ach na okraji ruletov´eho kola. Okamˇzitˇe bylo rozhodnuto vymˇenit je za jin´e. Kur´ yr se stihl vr´atit do Monte Carla nejen s upraven´ ym ruletov´ ym kolem, ale i se sadou n´ahradn´ıch zar´aˇzek pro ostatn´ı rulety.
25
3.1 Jednotliv´a losovac´ı zaˇr´ızen´ı Sportky Samozˇrejmˇe vˇse bylo uˇcinˇeno tajnˇe, tak aby Jaggers nepojal ani nejmenˇs´ı n´aznak podezˇren´ı. N´asleduj´ıc´ı den se Jaggers opˇet objevil v hernˇe. Vˇsichni lid´e z veden´ı kasina byli plni dychtiv´eho oˇcek´av´an´ı, co se bude d´ıt, a vˇeˇrili, ˇze Angliˇcan vˇsechny sv´e vyhran´e pen´ıze (o nichˇz si mysleli, ˇze je z´ıskal neopr´avnˇenˇe) zp´atky prohraje. Jaggers si opˇet vybral oznaˇcenou ruletu a zaˇcal hr´at. Na konci dne uˇz prohr´aval rovn´ ych 75 000. Doˇslo mu, ˇze kasino dalo zˇrejmˇe nˇejak´ ym zp˚ usobem ruletu do poˇra´dku, a dalˇs´ı den se s vyhran´ ymi 325 000 vr´atil zpˇet do Anglie.
3.1
Jednotliv´ a losovac´ı zaˇ r´ızen´ı Sportky
Co n´as bude zaj´ımat nyn´ı je tedy nasnadˇe. Bˇehem v´ıce neˇz pades´atilet´e historie Sportky se losovac´ı zaˇr´ızen´ı, kter´a se pouˇz´ıvala k losov´an´ı jednotliv´ ych tah˚ u, velmi ˇcasto mˇenila. Sice nev´ıme, ve kter´em losovac´ım t´ ydnu doˇslo k v´ ymˇenˇe losovac´ıch zaˇr´ızen´ı, zhruba ale v´ıme, ˇze jednotliv´a zaˇr´ızen´ı byla pouˇz´ıv´ana v obdob´ıch: 1. v letech 1957–1965 2. v letech 1965–1972 3. v letech 1972–1976 (viz Obr´azek 4 na stranˇe 34) 4. v letech 1976–1988 (viz Obr´azek 8 na stranˇe 39) 5. v letech 1988–1993 (viz Obr´azek 12 na stranˇe 44) 6. v letech 1993–2007 Odkud v´ıme, ˇze to byla pr´avˇe tato l´eta? Minim´alnˇe m˚ uˇzeme z fotografi´ı v [6] usoudit na l´eta: 1957–1972, 1972–1976, 1976–1988, 1988–1993 a 1993–2007. V roce 1965 se ud´alo ve Sportce mnoho zmˇen: malinko se zefektivnil pˇr´ıjem s´azenek, pˇribyl druh´ y tah. S druh´ ym tahem musela vzniknout i kopie losovac´ıho zaˇr´ızen´ı. D´a se pˇredpokl´adat, ˇze v t´e dobˇe Sazka radˇeji nechala vyrobit dvˇe nov´a stejn´a losovac´ı zaˇr´ızen´ı. Proto dˇelen´ı 1957–1972 zjemn´ıme na: 1957–1965 a 1965–1972. Ne vˇzdy se ale pouˇz´ıvalo jen jedno losovac´ı zaˇr´ızen´ı, byly napˇr´ıklad pr´azdninov´e ˇ ach atd. Pro naˇsi hrubou tahy, kter´e se losovaly jen na Slovensku, jin´e v Cech´ anal´ yzu, ovˇsem budeme pˇredpokl´adat, ˇze se jednotliv´a zaˇr´ızen´ı pouˇz´ıvala po celou v´ yˇse uvedenou dobu. Jeˇstˇe poznamenejme, ˇze stejn´ y tip losovac´ıho zaˇr´ızen´ı byl vˇetˇsinou vyroben ve dvou exempl´aˇr´ıch, kter´e se pouˇz´ıvaly k losov´an´ı I. a II. tahu. Protoˇze celou historii losovan´ ych ˇc´ısel, m´ame d´ıky webu Sazky a.s. k dispozici, pouˇzijeme z t´eto historie vˇzdy tu ˇc´ast, kter´a odpov´ıd´a dobˇe, kdy se jednotliv´a losovac´ı zaˇr´ızen´ı pouˇz´ıvala. Sice nev´ıme, ve kter´em t´ ydnu toho kter´eho roku doˇslo 26
3.2 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1957–1965
Obr´azek 1: Z´aloˇzn´ı losovac´ı zaˇr´ızen´ı
k v´ ymˇenˇe zaˇr´ızen´ı, pokud budeme ale zkoumat o deset nebo dvacet tah˚ u nav´ıc, nemˇel by to b´ yt probl´em. Napˇr´ıklad pokud se nˇejak´e zaˇr´ızen´ı pouˇz´ıvalo 12 let — tak tomu bylo u zaˇr´ızen´ı z let 1976–88 — bylo na nˇem za tuto dobu vylosov´ano 624 tah˚ u. Pokud tedy zahrneme nˇejak´ ych deset tah˚ u nav´ıc, jsou to necel´a 2 % a staticky jsou pro n´as bezv´ yznamn´a. V´ıme tak´e, ˇze se ve v´ yjimeˇcn´ ych pˇr´ıpadech losovalo ze z´aloˇzn´ıho losovac´ıho zaˇr´ızen´ı. Tvoˇril ho jednoduch´ y losovac´ı buben, ve kter´em bylo 49 v´aleˇck˚ u. V kaˇzd´em v´aleˇcku byl svinut´ y pap´ır s napsan´ ym ˇc´ıslem (viz Obr´azek 1). Sice nev´ıme pˇresnˇe, kolik takov´ ychto tah˚ u bylo provedeno, v´ıme jen, ˇze bylo pouˇzito ve v´ yjimeˇcn´ ych ” pˇr´ıpadech“ [6, str. 228]. Tˇech bylo zˇrejmˇe jen velmi m´alo. Statisticky je pro n´as tedy takov´e zaˇr´ızen´ı nezaj´ımav´e.
3.2
Losovac´ı zaˇ r´ızen´ı z let 1957–1965
V letech 1957–1965 se losoval pouze jeden tah, od 14. t´ ydne roku 1965 se losuje i druh´ y tah. To prakticky znamen´a, ˇze k losovac´ımu zaˇr´ızen´ı, kter´e bylo pouˇzito pro losov´an´ı prvn´ıho tahu, byla bud’ vyrobena jeho pˇresn´a kopie nebo (jak uˇz bylo naznaˇceno) bylo vyrobeno u ´plnˇe nov´e losovac´ı zaˇr´ızen´ı, a to ve dvou identick´ ych exempl´aˇr´ıch. Pro kaˇzd´e zaˇr´ızen´ı (tedy pro kaˇzd´e obdob´ı) budeme zkoumat ˇcetnosti vylosov´an´ı kaˇzd´eho ˇc´ısla. Prvn´ı losov´an´ı probˇehlo v 16. t´ ydnu roku 1957, posledn´ı, ve kter´em se losoval jen jeden tah, probˇehlo v nedˇeli v 13. t´ ydnu roku 1965. Dohromady probˇehlo za tuto dobu celkem 412 losov´an´ı. Graf na Obr´azku 2 ud´av´a kolikr´at bylo v t´eto dobˇe vytaˇzeno kaˇzd´e ˇc´ıslo. Na horizont´aln´ı ose je vˇsech 49 ˇc´ısel (pro pˇrehlednost ²¯
jsou oˇc´ıslov´ana jen lich´a), na svisl´e ose jsou pak ˇcetnosti. Napˇr´ıklad ˇc´ıslo ±° 10 bylo vylosov´ano pˇresnˇe 37kr´at. 27
3.2 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1957–1965
65 63 61 59 57 55 53 51 49 47 45 43 41 39 37 35 33 31 29 27 25 1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
ˇ Obr´azek 2: Cetnosti losovan´ ych ˇc´ısel 1957–1965
Bernoulliho posloupnost nez´ avisl´ ych pokus˚ u Nyn´ı si poloˇzme ot´azku, jak´ y poˇcet vylosov´an´ı konkr´etn´ıho ˇc´ısla by n´am mˇel pˇri 412ti proveden´ ych taz´ıch pˇrij´ıt pˇr´ıliˇs mal´ y nebo naopak pˇr´ıliˇs velk´ y. Pˇekn´a metoda je uvedena v [2]. M´ame tedy n losov´an´ı a pt´ame se s jakou pravdˇepodobnost´ı vylosujeme nˇejak´e konkr´etn´ı ˇc´ıslo pr´avˇe k-kr´at. To je samozˇrejmˇe o Bernoulliho posloupnost nez´avisl´ ych pokus˚ u [5, str. 116–118]: Mˇejme n nez´avisl´ ych pokus˚ u z nichˇz kaˇzd´ y skonˇc´ı bud’ zdarem s pravdˇepodobnost´ı p nebo nezdarem s pravdˇepodobnost´ı q = 1 − p. Potom pravdˇepodobnost jevu Ak , ˇze pr´avˇe k pokus˚ u bude zdaˇril´ ych je:
µ ¶ n k n−k p(Ak ) = p q k
(40)
V naˇsem pˇr´ıpadˇe je poˇcet vˇsech losov´an´ı n = 412, k je pak ˇcetnost, se kte²¯
rou bylo nˇejak´e ˇc´ıslo losov´ano. Napˇr´ıklad pro ˇc´ıslo ±° 10 , kter´e bylo vylosov´ano v 37 taz´ıch je k = 37. Pravdˇepodobnost p je v naˇsem pˇr´ıpadˇe pravdˇepodobnost 6 vylosov´an´ı jednoho konkr´etn´ıho ˇc´ısla. Losujeme 6 ˇc´ısel ze 49, proto je p = . 49 Pravdˇepodobnost jevu opaˇcn´eho — dan´e ˇc´ıslo nebude mezi ˇsesti vylosovan´ ymi (a 6 43 bude tedy mezi 43 nevylosovan´ ymi) — je jednoduˇse q = 1 − = . 49 49 Jeˇstˇe si uvˇedom´ıme, ˇze pro jev Ak (ˇc´ıslo bude taˇzeno pr´avˇe k-kr´at) mus´ı platit, ˇze jist´ y jev je, ˇze ˇc´ıslo bud’ nebude losov´ano v ˇza´dn´em tahu nebo pr´avˇe v k-taz´ıch, 28
3.2 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1957–1965 kde k ∈ {1, 2, 3, . . . , n}. Nebo-li: n X
Ak =
k=0
n µ ¶ X n
k
k=0
pk q n−k = 1
(41)
Nyn´ı bychom chtˇeli o nˇejak´e ˇcetnosti prohl´asit, ˇze pokud nastane v n taz´ıch, nen´ı losovac´ı zaˇr´ızen´ı spravedliv´e. Napˇr´ıklad pokud by bylo nˇejak´e ˇc´ıslo ve 412ti taz´ıch taˇzeno dvakr´at. Chtˇeli bychom tedy prov´est nˇejak´ y statistick´ y test. To b´ yv´a zvykem prov´adˇet na hladinˇe pravdˇepodobnosti 95 %. Hled´ame nejmenˇs´ı ˇcetnost, o n´ıˇz m˚ uˇze s pravdˇepodobnost´ı 95 % ˇr´ıct, ˇze se nestane. Stane se tedy s pravdˇepodobnost´ı maxim´alnˇe rovnou 5 %, nebo-li s vyuˇzit´ım vztahu (41): µ ¶ µ ¶ µ ¶ µ ¶ n 0 n n 1 n−1 n 2 n−2 n k1 n−k1 pq + pq + pq + ... + p q ≤ 0,05 0 1 2 k1
(42)
Coˇz m˚ uˇzeme zapsat pomoc´ı sumy jako: k1 µ ¶ X n i=0
i
pi q n−i ≤ 0,05
(43)
ˇ ıslo k1 je maxim´aln´ı ˇc´ıslo, pro kter´e jsou nerovnice (42) resp. (43) splnˇeny. Pokud C´ tedy bylo nˇekter´e ˇc´ıslo taˇzeno s ˇcetnost´ı menˇs´ı neˇz k1 , znamen´a to, ˇze losovac´ı zaˇr´ızen´ı nelosuje spravedlivˇe, ale naopak znatelnˇe m´enˇe ˇcasto losuje nˇekter´a ˇc´ısla. Analogicky by to mˇelo platit pro velk´e ˇcetnosti. Rozpozn´ame tak ˇcetnosti, kter´e jsou pˇr´ıliˇs vysok´e. Podle vztahu (43) tedy pˇr´ıliˇs vysok´e ˇcetnosti pozn´ame podle vztah˚ u: µ ¶ µ ¶ µ ¶ µ ¶ n n 0 n n n n−1 1 n−2 2 p q + p q + p q +. . .+ pn−k2 q k2 ≤ 0,05 (44) n n−1 n−2 n − k2 Coˇz m˚ uˇzeme zapsat pomoc´ı sumy jako: n µ ¶ X n i=k2
i
pi q n−i ≤ 0,05
(45)
Kde k2 je nejmenˇs´ı ˇc´ıslo, pro kter´e jsou jeˇstˇe nerovnice (44) resp. (45) splnˇeny. V pˇr´ıpadˇe losovac´ıho zaˇr´ızen´ı z let 1957-1965 jsme tato ˇc´ısla naˇsli pomoc´ı jednoduch´eho programu4 . Nalezen´e hodnoty jsou v naˇsem pˇr´ıpadˇe k1 = 39 a k2 = 62, jsou vyneseny siln´ ymi ˇcarami v grafu na Obr´azku 2, na stranˇe 28. ²¯
Z tohoto grafu je tak´e vidˇet, ˇze ˇc´ıslo ±° 10 bylo losov´ano pouze 37kr´at, coˇz je m´alo. S pravdˇepodobnost´ı 95 % m˚ uˇzeme tedy ˇr´ıct, ˇze losovac´ı zaˇr´ızen´ı, kter´e se 4
je opˇet pˇriloˇzen na CD ve sloˇzce /programy/cetnosti. Kv˚ uli rychlosti v´ ypoˇctu je naps´an
v jazyce kalkulaˇcky bc.
29
3.2 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1957–1965 pouˇz´ıvalo od zaˇc´atku aˇz do 13. s´azkov´eho t´ ydne roku 1965, nelosovalo spraved²¯
livˇ e, protoˇze losovalo ˇc´ıslo ±° 10 m´enˇe ˇcasto, neˇz se dalo pˇredpokl´adat. Ovˇsem zp˚ usob v´ ypoˇctu minim´aln´ı ˇcetnosti k1 a maxim´aln´ı ˇcetnosti k2 podle vztah˚ u (43) a (45) je problematick´ y. Nejde o probl´em teoretick´ y, ale praktick´ y. Pokud si uvˇedom´ıme, ˇze napˇr´ıklad uˇz jen pro n´aˇs pˇr´ıpad, kdy n = 412 se ve vztahu (43) objev´ı ˇcleny: µ ¶ µ ¶412 µ ¶0 µ ¶ µ ¶411 µ ¶1 µ ¶ µ ¶62 µ ¶350 412 6 43 412 6 43 412 6 43 + +. . .+ 412 49 49 411 49 49 62 49 49 (46) ¡ 6 ¢412 . −376 = 1,728 · 10 . Po v´ ypoˇcetn´ım softwaru tedy nutnˇe Napˇr´ıklad ˇc´ıslo 49 poˇzadujeme, aby poˇc´ıtal s pˇresnost´ı alespoˇ n na 400 desetinn´ ych m´ıst. To jednak prodluˇzuje v´ ypoˇcet (ˇcasovˇe), jednak je pro vysok´a n cel´ y tento postup nalezen´ı minim´aln´ı a maxim´aln´ı ˇcetnosti k1 a k2 nepouˇziteln´ y. Centr´ aln´ı limitn´ı vˇ eta Uk´aˇzeme si tedy jeˇstˇe jednu metodu, jak zjistit, zdali dan´e losovac´ı zaˇr´ızen´ı losuje spravedlivˇe. Ze statistiky v´ıme [4, str. 115-120], ˇze tento test m˚ uˇzeme prov´est ²¯
pomoc´ı centr´aln´ı limitn´ı vˇety. Pop´ıˇseme si ho na pˇr´ıkladu ˇc´ısla ±° 10 . Zkoumejme ²¯
tedy, zdali ˇc´ıslo ±° 10 nebylo losov´ano m´enˇe ˇcasto neˇz by mˇelo, tedy zda dan´e losovac´ı zaˇr´ızen´ı neznev´ yhodˇ nuje nˇekter´a ˇc´ısla. Zaj´ım´a n´as tedy odhad pravdˇepo²¯
dobnosti vylosov´an´ı ˇc´ısla ±° 10 .
²¯
Celkem tedy probˇehlo 412 losov´an´ı a ˇc´ıslo ±° 10 bylo taˇzeno pr´avˇe 37kr´at. Zaved’me si tedy n´ahodn´e veliˇciny X1 , . . . X412 s alternativn´ım rozdˇelen´ım A(P ), kde ²¯
u ´spˇech (X = 1) nastane, je-li v nˇejak´em tahu vylosov´ano ˇc´ıslo ±° 10 , a ne´ uspˇech ²¯
(X = 0) pokud je vylosov´ano jin´e ˇc´ıslo neˇz ±° 10 . Bodov´ y odhad pravdˇepodobnosti, ²¯ 37 ˇze v nˇejak´em tahu bude vylosov´ano i ˇc´ıslo ±° 10 : X = = 0,08980, v´ ybˇerov´ y 412 rozptyl budeme poˇc´ıtat podle vztahu: n ´2 1 X³ S2 = Xi − X , (47) n − 1 i=1 coˇz v naˇsem pˇr´ıpadˇe m˚ uˇzeme ps´at jako: ´ 1 ³ 37 ´2 1 X³ = 37 · (1 − 0,09890)2 + 375 · (0 − 0,09890)2 (48) Xi − 411 i=1 12 411 . S = 0,08191 (49) 412
S2 =
Ke vztahu (48) jeˇstˇe dodejme, ˇze veliˇcina Xi nab´ yv´a v 37mi pˇr´ıpadech hodnoty Xi = 1 a ve zbyl´ ych pˇr´ıpadech (412 − 37 = 375) je pak Xi = 0 (ˇc´ıslo nebylo vylosov´ano). 30
3.3 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1965–1972 Pro intervalov´ y odhad stˇredn´ı hodnoty na hladinˇe pravdˇepodobnosti α plat´ı podle centr´aln´ı limitn´ı vˇety: ¿ À ³ ³ α´ S α´ S √ ; X +u 1− √ I = X −u 1− (50) 2 2 n n ³ α´ kde u 1 − je kritick´a hodnota norm´aln´ıho rozdˇelen´ı. Ta se d´a naj´ıt ve statis2 tick´ ych tabulk´ach [4].³V naˇsem pˇr´ıpadˇe bude hladina pravdˇepodobnosti α = 5 %, a α´ kritickou hodnotu u 1 − = 1,96. Tvrzen´ı o spravedlivosti losovac´ıho zaˇr´ızen´ı 2 si tedy m˚ uˇzeme dovolit potvrdit nebo vyvr´atit s pravdˇepodobnost´ı 95 %. V naˇsem ²¯
pˇr´ıpadˇe dost´av´ame odhad pravdˇepodobnosti vylosov´an´ı ˇc´ısla ±° 10 v nˇekter´em tahu: À ¿ 0,08191 0,08191 ; 0,08980 + 1, 96 · √ (51) I = 0,08980 − 1, 96 · √ 492 492 I = h0,08257; 0,09703i
(52)
²¯
Pravdˇepodobnost vylosov´an´ı ˇc´ısla ±° 10 by tedy mˇela leˇzet v intervalu I. Pokud by tato losov´an´ı byla spravedliv´a, pak by tato pravdˇepodobnost byla pro kaˇzd´e 6 ˇc´ıslo stejn´a, tj. p = = 0,12245. Losujeme totiˇz 6 ˇc´ısel ze 49. V naˇsem pˇr´ıpadˇe, 49 ale p ∈ / I. Pravdˇepodobnost p je vˇetˇs´ı neˇz horn´ı mez intervalu I, coˇz znamen´a, ˇze ²¯
ˇc´ıslo ±° 10 bylo losov´ano m´enˇe ˇcastˇeji neˇz by tomu mˇelo b´ yt. Toto losovac´ı zaˇr´ızen´ı ²¯
tedy nen´ı spravedliv´ e, protoˇze znev´ yhodˇ nuje ˇc´ıslo ±° 10 . Pokud tedy chceme zjistit, zda m˚ uˇzeme na hladinˇe pravdˇepodobnosti 5 % o nˇejak´em losovac´ım zaˇr´ızen´ı prohl´asit, ˇze losuje nespravedlivˇe, museli bychom intervalov´e odhady (jako byl ten (52)) dopoˇc´ıtat zvl´aˇst’ pro kaˇzd´e ˇc´ıslo. To jsme skuteˇcnˇe udˇelali a v´ ysledky jsme pˇrehlednˇe zapsali do Tabulky 10 v pˇr´ıloze na stranˇe 56. Tuˇcnˇe jsou zv´ yraznˇeny intervaly, kter´e nevyhovuj´ı. V tomto pˇr´ıpadˇe je ²¯
to pouze ˇc´ıslo ±° 10 .
3.3
Losovac´ı zaˇ r´ızen´ı z let 1965–1972
Pˇripomeˇ nme, ˇze od 14. t´ ydne roku 1965 se losuj´ı dva tahy. Budeme tedy proto uvaˇzovat dvˇe losovac´ı zaˇr´ızen´ı — pro prvn´ı a pro druh´ y tah. Poznamenejme, ˇze kdyby tato zaˇr´ızen´ı mˇela nˇejakou v´ yrobn´ı chybu, musela by se tato chyba projevit na obou zaˇr´ızen´ıch. Protoˇze se ale d´a pˇredpokl´adat, ˇze pˇred t´ım neˇz se zaˇr´ızen´ı zaˇcne pouˇz´ıvat k losov´an´ı jednotliv´ ych tah˚ u, prov´ad´ı s n´ım pracovn´ıci Sazky jistˇe ˇradu test˚ u. Pˇr´ıpadn´e odchylky, kter´e by se n´am podaˇrili naj´ıt, tedy asi budou pro kaˇzd´e zaˇr´ızen´ı jin´e. Od 14. t´ ydne roku 1965 do konce roku 1972 probˇehlo pˇresnˇe 401 losov´an´ı. Kaˇzd´e z tˇechto losov´an´ı mˇelo I. a II. tah, kter´e budeme analyzovat zvl´aˇst’. S vyuˇzit´ım 31
3.3 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1965–1972
64 62 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
66 64 62 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30 28 26
ˇ Obr´azek 3: Cetnosti losovan´ ych ˇc´ısel pro I. a II. tah 1965–1972
32
3.4 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1972–1976 vztah˚ u (43) a (45) na stranˇe 29 opˇet najdeme ˇc´ısla k1 a k2 , kde k1 je nejvˇetˇs´ı moˇzn´ y sˇc´ıtac´ı index takov´ y, pro kter´ y je jeˇstˇe vztah (43) splnˇen. Koeficient k2 je naopak ˇ ısla k1 a k2 jsou tedy horn´ı nejmenˇs´ı moˇzn´ y, pro kter´ y je jeˇstˇe vztah (45) splnˇen. C´ a doln´ı odhad ˇcetnosti losov´an´ı kaˇzd´eho ˇc´ısla na hladinˇe pravdˇepodobnosti 95 %. Pro 401 losov´an´ı plat´ı, ˇze k1 = 38 a k2 = 61. Protoˇze pˇredpokl´ad´ame, ˇze I. a II. tah se losuj´ı na stejn´em zaˇr´ızen´ı, a ˇze obˇe zaˇr´ızen´ı se pouˇzila pro vˇsech 401 losov´an´ı, mus´ı nalezen´e ˇcetnosti k1 a k2 samozˇrejmˇe platit pro oba tahy. ˇ Cetnosti jednotliv´ ych ˇc´ısel pro prvn´ı a druh´ y tah jsou na Obr´azku 3. Silnou ˇcarou je zv´ yraznˇena minim´aln´ı a maxim´aln´ı ˇcetnost pˇri pravdˇepodobnosti 95 %. ²¯
Nejmenˇs´ı pˇredpokl´adan´a ˇcetnost je k1 = 38. Ovˇsem ˇc´ıslo ±° 6 bylo v prvn´ım tahu ²¯
losov´ano 35kr´at a ˇc´ıslo ±° 46 36kr´at. Tak´e jsme zjistili, ˇze maxim´aln´ı ˇcetnost by mˇela ²¯ ˇ ıslo 34 bylo ovˇsem v prvn´ım tahu losov´ano 62kr´at. To znamen´a, b´ yt k2 = 61. C´ ±°
ˇze losovac´ı zaˇr´ızen´ı, kter´e se pouˇz´ıvalo k losov´an´ı ˇc´ısel prvn´ıho tahu nebylo spra²¯ ²¯
vedliv´ e, protoˇze znev´ yhodˇ novalo ˇc´ısla ±° 6 a ±° 46 a naopak zv´ yhodˇ novalo ˇc´ıslo
²¯
34 . ±° Podobn´a situace je i ve druh´em tahu. M´enˇe ˇcastˇeji, neˇz bychom na hladinˇe ²¯
pravdˇepodobnosti 95 % pˇredpokl´adali, byla taˇzena ˇc´ısla ±° 2 (bylo taˇzeno 34kr´at) ²¯
a ±° 27 (bylo taˇzeno 37kr´at). Naopak, ˇcastˇeji neˇz oˇcek´av´ame bylo vylosov´ano ˇc´ıslo
²¯
19 . Ani losovac´ı zaˇr´ızen´ı, kter´e se pouˇz´ıvalo pro losov´an´ı druh´eho tahu Sportky ±° v letech 1965–1972, tedy tak´e nelosovalo spravedlivˇ e. Ke stejn´emu z´avˇeru bychom samozˇrejmˇe doˇsli, pokud bychom podle vztahu (50) na stranˇe 31 poˇc´ıtali odhady pravdˇepodobnost´ı. Tyto odhady jsou pro oba dva tahy a pro kaˇzd´e ˇc´ıslo uspoˇr´ad´any v Tabulce 11 v pˇr´ıloh´ach na stranˇe 57. Pravdˇepodobnost vylosov´an´ı libovoln´eho ˇc´ısla je v kaˇzd´em tahu p =
6 49
= 0,122.
Pravdˇepodobnost je poˇcet pˇr´ızniv´ ych pˇr´ıpad˚ u ku poˇctu vˇsech moˇzn´ ych, losuje se totiˇz 6 ˇc´ısel ze 49. U kaˇzd´eho intervalov´eho odhadu tedy mus´ıme zjistit, zdali p ∈ I. U ˇc´ısel zm´ınˇen´ ych v´ yˇse plat´ı, ˇze p ∈ / I. Tyto intervaly jsou zv´ yraznˇeny tuˇcnˇe.
3.4
Losovac´ı zaˇ r´ızen´ı z let 1972–1976
Dalˇs´ım obdob´ım, kter´e budeme zkoumat je rozmez´ı let 1972–76. Protoˇze nev´ıme, kdy pˇresnˇe nastala v´ ymˇena losovac´ıch zaˇr´ızen´ı budeme zkoumat toto obdob´ı cel´e, to znamen´a od 2. t´ ydne roku 1972 do 52. t´ ydne roku 1976. 1. ledna 1972 bylo totiˇz v sobotu, proto je odpov´ıdaj´ıc´ı t´ yden oznaˇcen jako 53. t´ yden roku 1971. T´ yden, kter´ y zaˇcal v pondˇel´ı 3. ledna 1972 je pak oznaˇcen jako 2. t´ yden roku 1972. Tolik pro vysvˇetlen´ı, proˇc zaˇc´ın´ame aˇz od druh´eho t´ ydne. Bˇehem tˇechto 4 let m´ame 33
3.4 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1972–1976
Obr´azek 4: Zaˇr´ızen´ı, kter´e se pouˇz´ıvalo v letech 1972–1976
k dispozici historii pouze 260ti tah˚ u. Toto rozmez´ı vych´az´ı z fotografie v [6, str. 227], tato fotografie je na Obr´azku 4. Pod´ıv´ame-li se na toto zaˇr´ızen´ı, vid´ıme, ˇze je urˇceno pouze pro jeden tah. Taky je vidˇet, ˇze kv˚ uli snazˇs´ı kontrole losovac´ıho zaˇr´ızen´ı, kter´a prob´ıhala pˇred kaˇzd´ ym losov´an´ım, byly losovan´e m´ıˇcky srovn´any ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯
podle hodnot do sedmi pˇrihr´adek. V prvn´ı byla ˇc´ısla ±° 1 ±° 8 ±° 15 ±° 22 ±° 29 ±° 36 ±° 43 (jsou ²¯ ²¯ ²¯ to ˇc´ısla, kter´a d´avaj´ı po dˇelen´ı 7mi zbytek 1). V druh´em sloupci jsou ˇc´ısla ±° 2 ±° 9 · · · ±° 44 (jsou to ˇc´ısla, kter´a d´avaj´ı po dˇelen´ı 7mi zbytek 2). Tˇechto sloupc˚ u je 7, v po²¯ ²¯ ²¯
sledn´ım z nich jsou ˇc´ısla ±° 7 ±° 14 · · · ±° 49 . Pro tato zaˇr´ızen´ı tedy nebudeme hledat jen ˇcetnosti jednotliv´ ych ˇc´ısel, ale porovn´ame i ˇcetnosti kaˇzd´eho sloupce. Pokud spoˇc´ıt´ame ˇcetnosti kaˇzd´e takov´e skupiny, zjist´ıme, ˇze se liˇs´ı jen velmi m´alo. To plat´ı pro oba dva tahy. Obˇe losovac´ı zaˇr´ızen´ı se tedy z tohoto pohledu chovaj´ı vyv´aˇzenˇe. Grafy jednotliv´ ych ˇcetnost´ı jsou na pˇriloˇzen´em CD v adres´aˇri /TeX/grafy/graf 72 sloupce 1t.ps a /TeX/grafy/graf 72 sloupce 2t.ps. Dalˇs´ı moˇznost, jak tato ˇc´ısla slouˇcit do skupin je podle poˇrad´ı ˇc´ısel v jednotliv´ ych sloupc´ıch. Podle Obr´azku 4 je zˇrejm´e, ˇze nejv´ yˇse v jednotliv´ ych sloupc´ıch ²¯ ²¯ ²¯
jsou ˇc´ısla ±° 1 ±° 2 · · · ±° 7 . Losovac´ı zaˇr´ızen´ı funguje tak, ˇze po roztoˇcen´ı ˇca´sti, ve kter´e jsou srovn´any m´ıˇcky, dojde k odklopen´ı pˇrep´aˇzky, kter´a je nad touto prvn´ı vrstvou. Prvn´ı sedmice“ ˇc´ısel tedy vypadne do losovac´ıho bubnu nejdˇr´ıve. Ve ” ²¯ ²¯ ²¯ druh´e vrstvˇe“ jsou ˇc´ısla ±° 8 ±° 9 · · · ±° 15 — tˇechto 7 ˇc´ısel se dostane do osud´ı jako ” druh´a sedmice“ v poˇrad´ı. Tak m˚ uˇzeme pokraˇcovat d´ale, v posledn´ı vrstvˇe jsou ” ²¯ ²¯ ²¯ ˇc´ısla ±° 44 ±° 45 · · · ±° 49 . Tato ˇc´ısla se dostanou do osud´ı jako posledn´ı. Osoba, kter´a 34
3.4 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1972–1976
252 250 248 246 244 242 240 238 236 234 232 230 228 226 224 222 220 218 216 214 212 210 208 206 204 202 200 198 196 194 192 190 188 186 184 182 180 178 176 174 172 170 I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
VI
ˇ Obr´azek 5: Cetnosti skupin losovan´ ych ˇc´ısel pro druh´ y tah 1972–1976. Sloupec I. je ˇcetnost skupiny 1–7, sloupec II. je ˇcetnost skupiny 8–15, atd. Silnou ˇcarou jsou vytaˇzeny odhady minim´aln´ı a maxim´aln´ı ˇcetnosti pro hladinu pravdˇepodobnosti 98 %.
losov´an´ı prov´ad´ı (coˇz byli vˇetˇsinou u ´spˇeˇsn´ı sportovci), ovl´ad´a losovac´ı zaˇr´ızen´ı tak, ˇze v okamˇziku, kdy jsou m´ıˇcky v osud´ı prom´ıch´any, uvoln´ı tlaˇc´ıtkem na ovladaˇci doln´ı z´aklopku, kter´a propust´ı jeden m´ıˇcek. To se opakuje 6kr´at pro kaˇzd´ y tah. Vˇsechna ˇc´ısla, kter´a byla vylosov´ana v tomto obdob´ı, jsme tedy rozdˇelili do tˇechto sedmi skupin a spoˇc´ıtali celkov´ y poˇcet vylosovan´ ych ˇc´ısel v kaˇzd´e skupinˇe. Zaj´ımav´e jsou v´ ysledky pro druh´ y tah, kter´e jsou v grafu na Obr´azku 5. Podle vztahu (43) na stranˇe 29 jsme opˇet naˇsli nejmenˇs´ı a nejvˇetˇs´ı ˇcetnosti k1 a k2 . V´ ysledky jsou pˇrekvapiv´e. Odhad nejmenˇs´ı ˇcetnosti jsme tentokr´at prov´adˇeli pro pravdˇepodobnost 98 %. Vztah (43) se pak ovˇsem zmˇen´ı: k1 µ ¶ X n i n−i pq ≤ 0,02 i i=0
(53)
V tomto pˇr´ıpadˇe je poˇcet vˇsech vylosovan´ ych ˇc´ısel n = 6 · 260 = 1560 (losuje se 6 ˇc´ısel v kaˇzd´em z 260ti tah˚ u). Pravdˇepodobnost p znamen´a v tomto pˇr´ıpadˇe pravdˇepodobnost, ˇze vylosovan´e ˇc´ıslo bude patˇrit napˇr´ıklad do prvn´ı sedmice“. Protoˇze kaˇzd´a sedmice“ obsahuje stejnˇe prvk˚ u je jasn´e, ˇze stejn´a ” ” pravdˇepodobnost to bude pro druhou, tˇret´ı aˇz sedmou sedmici“. Poˇcet pˇr´ızniv´ ych ” 35
3.4 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1972–1976 pˇr´ıpad˚ u, kdy vylosovan´e ˇc´ıslo patˇr´ı do nˇejak´e pevnˇe zvolen´e sedmice“ je 7 (mus´ı ” to b´ yt jedno z ˇc´ısel t´eto sedmice“). Vˇsech moˇznost´ı, jak losovat jedno ˇc´ıslo, je ” 7 samozˇrejmˇe 49, pro pravdˇepodobnost p tedy plat´ı p = 49 = 17 . A koneˇcnˇe q je pravdˇepodobnost jevu opaˇcn´eho, tedy ˇze vylosovan´e ˇc´ıslo nepatˇr´ı do zvolen´e sedmice“, takˇze q = 1 − 71 = 76 = 42 . 49 ” Nejvˇetˇs´ı ˇc´ıslo k1 , kter´e jeˇstˇe splˇ nuje tento vztah je k1 = 194 Vztah pro horn´ı odhad bychom opˇet z´ıskali pouze upraven´ım prav´e strany ve vztahu (45). Protoˇze je ale v´ ypoˇcet velmi ˇcasovˇe n´aroˇcn´ y5 , nebudeme pro v´ ypoˇcet horn´ıho odhadu pouˇz´ıvat vztahu (45). Staˇc´ı si totiˇz uvˇedomit, ˇze pokud bylo celkem losov´ano 5 · 52 · 6 = 1560 ˇc´ısel6 , mˇela by b´ yt ˇcetnost kaˇzd´e skupiny stejn´a, totiˇz 1 . 1560 · 7 = 222. M´ame-li totiˇz nˇejak´ y jev, kter´ y nastane s pravdˇepodobnost´ı p = 17 , a tento jev se n-kr´at opakuje, m˚ uˇzeme oˇcek´avat, ˇze nastane v n · p pˇr´ıpadech, coˇz je stˇredn´ı hodnota tohoto jevu7 . Z vlastnosti binomick´eho rozdˇelen´ı v´ıme (napˇr. [9]), ˇze graf jednotliv´ ych ˇcetnost´ı mus´ı b´ yt symetrick´ y podle vertik´aln´ı osy, kter´a proch´az´ı jeho maximem (viz Obr´azek 6). Jeho maximum je samozˇrejmˇe pr´avˇe v hodnotˇe 222, coˇz je stˇredn´ı hodnota ˇcetnosti kaˇzd´e sedmice“. Protoˇze v´ıme, ˇze na hladinˇe pravdˇepodobnosti 98 % je ” pro 1560 losov´an´ı doln´ı odhad ˇcetnosti k1 = 194, mˇelo by ze symetrie alternativn´ıho rozdˇelen´ı mus´ı platit, ˇze pokud 222 − 194 = 28, pak by oˇcek´avan´e ˇcetnosti mˇely b´ yt v rozmez´ı 222 ± 38. Maxim´aln´ı ˇcetnost na hladinˇe pravdˇepodobnosti 98 % je tedy 222 + 28 = 250.
²¯ ²¯ ²¯
Na Obr´azku 5 je vidˇet, ˇze prvn´ı sedmice“, kterou tvoˇr´ı ˇc´ısla ±° 1 ±° 2 · · · ±° 7 byla ” losov´ana 193kr´at, ale n´aˇs odhad ˇcetnosti je 194. N´apadn´a je taky velk´a ˇcetnost ²¯ ²¯ ²¯
prostˇredn´ı sedmice“, to jsou ˇc´ısla ±° 22 ±° 23 · · · ±° 28 , ta byla taˇzena 249kr´at, a n´aˇs ” horn´ı odhad je 250. Moˇzn´e zd˚ uvodnˇen´ı je, ˇze toto zaˇr´ızen´ı ˇspatnˇe prom´ıch´avalo“ ” m´ıˇcky s ˇc´ısly. M´ıˇcky z prostˇredn´ı sedmice“ byly totiˇz pˇresnˇe mezi tˇremi horn´ımi a ” tˇremi spodn´ımi sedmicemi“. Pravdˇepodobnˇe se tedy moc neprom´ıchaly s ostatn´ımi ” 5
V´ ypoˇcet koeficientu k1 trval programu bc na bˇeˇzn´em PC asi ˇctyˇri a p˚ ul hodiny. Bylo totiˇz
tˇreba zpˇresnit poˇcet desetinn´ ych m´ıst kaˇzd´eho v´ ypoˇctu. V tomto pˇr´ıpadˇe jsme poˇc´ıtali s pˇresnost´ı na 800 desetinn´ ych m´ıst. 6 Toto obdob´ı trvalo pˇet let, kaˇzd´ y rok m´a 52 s´azkov´ ych t´ ydn˚ u a v kaˇzd´em tahu je 6 ˇc´ısel. 7 V angliˇctinˇe se stˇredn´ı hodnotˇe ˇr´ık´a expected value (znaˇc´ı se E(X)), tedy oˇcek´avan´a ” hodnota“, coˇz je napˇr´ıklad v tomto pˇr´ıpadˇe jistˇe v´ ystiˇznˇejˇs´ı. Pro stˇredn´ı hodnotu napˇr. podle [8] plat´ı: M´a-li n´ahodn´a veliˇcina X diskr´etn´ı rozdˇelen´ı, kde P [X = si ] = pi pro i ∈ I, nejv´ yˇse spoˇcetnou mnoˇzinu r˚ uzn´ ych v´ ysledk˚ u, pak: E(X) =
X I
36
si pi
(54)
3.4 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1972–1976
Obr´azek 6: Grafy r˚ uzn´ ych binomick´ ych rozdˇelen´ı.
ˇc´ısly, asi pr´avˇe naopak, ˇcastˇeji se dost´avaly k okraji losovac´ıho bubnu. Malou ˇcetnost ˇc´ısel z prvn´ı skupiny m˚ uˇzeme vysvˇetlit podobnˇe: pˇri ot´aˇcen´ı bubnu se asi dostaly bl´ıˇze ke stˇredu bubnu a byly proto losov´any podstatnˇe m´enˇe. V prvn´ım tahu, kde se pouˇz´ıvalo jin´e losovac´ı zaˇr´ızen´ı (zaˇr´ızen´ı na Obr´azku 4 je zˇretelnˇe oznaˇceno 1. tah“), jsou uˇz jednotliv´e ˇcetnosti pomˇernˇe vyrovnan´e. ” Graf je k nalezen´ı na pˇriloˇzen´em CD v adres´aˇri /TeX/grafy/graf 1972 g1.ps. Opˇet budeme tak´e zkoumat ˇcetnosti jednotliv´ ych losovan´ ych ˇc´ısel a opˇet n´am poslouˇz´ı vztahy (43) a (45) na stranˇe 29. M˚ uˇzeme tak sestavit grafy, kter´e jsou na Obr´azku 7. Siln´ ymi ˇcarami jsou opˇet zn´azornˇeny horn´ı a doln´ı odhady ˇcetnost´ı. V tomto obdob´ı jsme analyzovali celkem 560 tah˚ u. Minim´aln´ı ˇcetnost k1 = 22 a maxim´aln´ı ˇcetnost je k2 = 42. Hladinu pravdˇepodobnosti jsme opˇet zvolili 95 %. ²¯
Je vidˇet, ˇze v prvn´ım tahu bylo ˇc´ıslo ±° 45 losov´ano 19kr´at, coˇz je m´enˇe, neˇz je naˇse minim´aln´ı odhadovan´a ˇcetnost.
²¯
²¯
Ve druh´em tahu maj´ı niˇzˇs´ı ˇcetnost ˇc´ısla ±° 4 (bylo taˇzeno 19kr´at) a ±° 44 (bylo ²¯ taˇzeno 20kr´at). Pro n´as je zaj´ımav´e, ˇze ˇc´ıslo ±° 4 leˇz´ı pr´avˇe uprostˇred sedmice“ ” s nejmenˇs´ı ˇcetnost´ı. Tak´e je vidˇet, ˇze ˇcetnosti vylosov´an´ı ˇc´ısel z prostˇredn´ı sedmice“ ” jsou u vˇetˇsiny z ˇc´ısel z t´eto sedmice jedny z nejvˇetˇs´ıch ˇcetnost´ı v dan´em obdob´ı. Ke stejn´emu z´avˇeru bychom tak´e mohli doj´ıt, pokud bychom podle vztahu (50) na stranˇe 31 poˇc´ıtali odhady pravdˇepodobnost´ı. Tyto odhady jsou pro oba dva tahy a pro kaˇzd´e ˇc´ıslo uspoˇr´ad´any v Tabulce 12 v pˇr´ıloh´ach na stranˇe 58. Pravdˇepodobnost vylosov´an´ı libovoln´eho ˇc´ısla je v kaˇzd´em tahu p =
6 49
= 0,122.
U kaˇzd´eho intervalov´eho odhadu mus´ıme zjistit, zdali p ∈ I. Mus´ıme tedy kaˇzd´ y
37
3.4 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1972–1976
44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10
ˇ Obr´azek 7: Cetnosti losovan´ ych ˇc´ısel pro I. a II. tah 1972–1976
38
3.5 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1976–1988
Obr´azek 8: Zaˇr´ızen´ı, kter´e se pouˇz´ıvalo v letech 1976–1988
interval v t´eto tabulce srovnat s hodnotou 0,122. Intervaly, kam tato hodnota nepatˇr´ı, jsou opˇet zv´ yraznˇeny tuˇcnˇe. Pokud by mˇel s´azej´ıc´ı tyto informace, zˇrejmˇe by s´azel vˇetˇsinou ˇc´ısla z on´e ²¯ ²¯ ²¯
prostˇredn´ı sedmice“ ±° 22 ±° 23 · · · ±° 28 . Nejv´ıce jich bylo taˇzeno v II. tahu 6. s´azkov´eho ” ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ t´ ydne roku 1974. tehdy byla taˇzena ˇc´ısla ±° 11 ±° 22 ±° 23 ±° 24 ±° 27 ±° 37 .
3.5
Losovac´ı zaˇ r´ızen´ı z let 1976–1988
Podle [6, str. 228] bylo toto zaˇr´ızen´ı pouˇz´ıv´ano v letech 1976–1988 s malou pˇrest´avkou v letech 1979–1980. Z Obr´azku 8 je patrn´e, ˇze toto zaˇr´ızen´ı fungovalo na podobn´em principu jako zaˇr´ızen´ı, kter´e se pouˇz´ıvalo v pˇredchoz´ıch letech. Opˇet se jednalo o otoˇcn´ y losovac´ı buben, kter´ y mˇel ve stˇredu ˇc´ast se sedmi pˇrihr´adkami, ve kter´ ych bylo pˇred zaˇc´atkem losov´an´ı vyrovn´ano vˇsech 49 losovan´ ych ˇc´ısel. Tradice, kter´a velela, ˇze losovat mus´ı jen v´ yznamn´ı host´e, coˇz uˇz byli nejen sportovci, ale st´ale ˇcastˇeji i kastel´ani r˚ uzn´ ych hrad˚ u a z´amk˚ u, byla dodrˇzena i u tˇechto losov´an´ı. Losuj´ıc´ı uvedl ovladaˇcem zaˇr´ızen´ı do chodu a vysypal m´ıˇcky do otoˇcn´eho bubnu, kde se zaˇcaly prom´ıch´avat. Pak podle sv´eho uv´aˇzen´ı uvolnil pˇrep´aˇzku, kter´a oddˇelovala buben od prostoru, kter´ y byl vyhrazen pro losovan´a ˇc´ısla (viz Obr´azek 8). Zkouman´e tahy jsou z obdob´ı 1976–1978 a 1981–1988. Pro n´as to znamen´a, ˇze budeme analyzovat tahy od 1. s´azkov´eho t´ ydne roku 1976 aˇz po 52. s´azkov´ y t´ yden roku 1978 a d´ale pak tahy od 2. s´azkov´eho t´ ydne roku 1981 aˇz po 52. s´azkov´ y t´ yden roku 1988. Tˇechto tah˚ u je dohromady 568. Opˇet n´as ˇcek´a anal´ yza ˇcetnost´ı jednotliv´ ych ˇc´ısel i skupin ˇc´ısel. Tyto skupiny budou opˇet tvoˇrit sedmice“ ” 39
3.5 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1976–1988
520 516 512 508 504 500 496 492 488 484 480 476 472 468 464 460 456 452 448 444 440 436 432 I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
VI
ˇ Obr´azek 9: Cetnosti losovan´ ych ˇc´ısel pro sedmiˇclenn´e skupiny, I. je skupina ˇc´ısel 1, 8, . . . , 43, II. je skupina 2, 9, . . . , 44, atd. aˇz VII. je skupina 7, 14, . . . , 49 ²¯ ²¯ ²¯
²¯ ²¯ ²¯
1 ±° 2 · · · ±° 7 atd. aˇz ±° 44 ±° 45 · · · ±° 49 . Dalˇs´ı moˇznost, jak rozdˇelit tato ˇc´ısla do sedmi ±° ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ²¯ ˇ skupin je rozdˇelen´ı ±° 1 ±° 8 · · · ±° 43 atd. aˇz ±° 7 ±° 14 · · · ±° 49 . Cetnosti ovou tˇechto skupin v obou taz´ıch plnˇe odpov´ıdaj´ı naˇsim odhad˚ um. Nejzam´ıvˇejˇs´ı situace je asi ²¯ ²¯ ²¯
²¯ ²¯ ²¯
u druh´eho tahu skupiny ±° 1 ±° 8 · · · ±° 43 atd. aˇz ±° 7 ±° 14 · · · ±° 49 graf ˇcetnost´ı tˇechto skupin je na Obr´azku 9. Maxim´aln´ı a minim´aln´ı ˇcetnost pro hladinu pravdˇepodobnosti 95 % byly dopoˇc´ıt´any podle vztah˚ u (43) a (45) na stranˇe 29. Podobn´ ymi u ´vahami, jako byly ty pro pˇredchoz´ı losovac´ı zaˇr´ızen´ı (na stranˇe 36) dojdeme k tomu, ˇze n = 568 · 6 = 3408, p =
1 7
a q =
6 . 7
Opˇet dopoˇc´ıt´ame mininim´aln´ı ˇcetnost k1 = 453 a
maxim´aln´ı ˇcetnost k2 = 519. Z Obr´azku 9 je patrn´e, ˇze se ˇcetnosti vˇsech skupin veˇsli do intervalu, kter´ y jsme si vymezili minim´aln´ı a maxim´aln´ı ˇcetnost´ı8 . Grafy podobn´ ych rozbor˚ u pro jin´e typy sedmic“ jsou na pˇriloˇzen´em CD v adres´aˇri ” /TeX/grafy/. Jejich popis je v souboru README.txt na tomto CD. Jeˇstˇe se zamˇeˇr´ıme na ˇcetnosti jednotliv´ ych ˇc´ısel. Protoˇze nev´ıme, kdy pˇresnˇe k v´ ymˇenˇe zaˇr´ızen´ı doˇslo, budeme opˇet uvaˇzovat cel´e obdob´ı s v´ yjimkou let 1979– 1980, kdy se pouˇz´ıvalo jin´e losovac´ı zaˇr´ızen´ı. Podle vztah˚ u (43) a (45) na stranˇe 29 8
Maxim´aln´ı ˇcetnost jsme zase zjistili s vyuˇzit´ım symetrie binomick´eho rozdˇelen´ı [9]. V´ ypoˇcet
programem bc tentokr´ate trval 8 hodin, poˇc´ıtali jsme s pˇresnost´ı na tis´ıc desetinn´ ych m´ıst. V´ ypoˇcetn´ı algoritmus zˇrejmˇe nejv´ıce zamˇestn´avaly v´ ypoˇcty velk´ ych kombinaˇcn´ıch ˇc´ısel typu µ ¶ µ ¶3000 3000 6 a mocniny s relativnˇe velk´ ym exponentem, napˇr. . 408 7
40
3.5 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1976–1988 opˇet vypoˇc´ıt´ame minim´aln´ı a maxim´aln´ı moˇznou hodnotu ˇcetnosti, tedy ˇc´ısla k1 a k2 . Protoˇze v´ ysledky jsou v tomto pˇr´ıpadˇe zaj´ımavˇejˇs´ı m˚ uˇzeme si dovolit poˇc´ıtat dokonce na hladinˇe pravdˇepodobnosti 99 %. Vztahy (43) a (45) pak mus´ıme ps´at ve tvaru: k1 µ ¶ X n i=0
i
i n−i
pq
≤ 0,01
a
n µ ¶ X n i=k2
i
pi q n−i ≤ 0,01
(55)
kde k1 je ona hledan´a minim´aln´ı ˇcetnost na hladinˇe pravdˇepodobnost 99 %, k2 je ˇ ılsla p a q jsou pravdˇepomaxim´aln´ı ˇcetnost na hladˇeni pravdˇepodobnosti 99 %. C´ dobnosti pˇr´ızniv´eho a nepˇr´ızniv´eho jevu. V naˇsem pˇr´ıpadˇe oznaˇc´ıme za pˇr´ızniv´ y jev vylosov´an´ı jednoho pevnˇe zvolen´eho ˇc´ısla. V kaˇzd´em tahu losujeme 6 ˇc´ısel ze 49, pravdˇepodobnost vylosov´an´ı jednoho konkr´etn´ıho ˇc´ısla je tedy p =
6 . 49
Nepˇr´ızniv´ y
jev je jev opaˇcn´ y, tedy nevylosov´an´ı onoho ˇc´ısla. Pro jeho pravdˇepodobnost mus´ı platit q = 1 −
6 49
=
43 , 49
coˇz je pochopiteln´e, uvˇedom´ıme-li si, ˇze si m´ame vybrat ˇ ıslo n je poˇcet losov´an´ı. jedno z ˇc´ısel, kter´a nebyla vylosov´ana. Tˇech je ale 43. C´ V tomto pˇr´ıpadˇe je n = 568. ˇ Pomoc´ı jednoduch´eho skriptu9 zjist´ıme, ˇze k1 = 51 a k2 = 87. Cetnosti jednotliv´ ych ˇc´ısel pro I. a II. tah jsou uvedeny v grafech na Obr´azku 10. Hranici maxim´aln´ı a minim´aln´ı ˇcetnosti pˇri pravdˇepodobnosti 95 % opˇet oddˇeluj´ı silnˇejˇs´ı ˇc´ary. V´ ysledky jsou pˇrekvapiv´e. O zaˇr´ızen´ı, kter´e se pouˇz´ıvalo k losov´an´ı prvn´ıho tahu, i o zaˇr´ızen´ı, kter´e se pouˇz´ıvalo k losov´an´ı druh´eho tahu m˚ uˇzeme s 99 % ²¯ ˇ ıslo 6 bylo v prvn´ım tahu pravdˇepodobnost´ı ˇr´ıct, ˇze nelosovala spravedlivˇ e. C´ ±°
taˇzeno ˇcastˇeji, neˇz bychom s 99 % pravdˇepodobnost´ı oˇcek´avali. N´aˇs odhad nejvyˇsˇs´ı ²¯
ˇcetnosti byl 88, ˇc´ıslo ±° 6 bylo ovˇsem vylosov´ano 91kr´at. A z druh´e strany: n´aˇs ²¯ ²¯
odhad doln´ı ˇcetnosti je 51, ˇc´ısla ±° 29 a ±° 34 se vˇsak do tohoto odhadu nevejdou. ²¯ ²¯ ˇ ıslo 29 bylo totiˇz vylosov´ano 49kr´at a ˇc´ıslo 34 bylo vylosov´ano dokonce jen C´ ±°
±°
48kr´at. Ke stejn´emu z´avˇeru bychom tak´e mˇeli doj´ıt, pokud bychom podle vztahu (50) na stranˇe 31 poˇc´ıtali odhady pravdˇepodobnost´ı. Tyto odhady jsou pro oba dva tahy a pro kaˇzd´e ˇc´ıslo uspoˇra´d´any v Tabulce 13 v pˇr´ıloh´ach na stranˇe 59. Pravdˇepodobnost vylosov´an´ı libovoln´eho ˇc´ısla je v kaˇzd´em tahu p =
6 49
= 0,122. Kaˇzd´ y
intervalov´ y odhad mus´ıme tedy srovnat s hodnotou 0,122. Intervaly, kam tato hodnota nepatˇr´ı, jsou opˇet vys´azeny tuˇcn´ ym ˇrezem p´ısma. Hladinu pravdˇepodobnosti jsme volili tak´e 99 %. Tento typ losovac´ıho zaˇr´ızen´ı zˇrejmˇe tedy nebyl dobˇre navrˇzen. To je moˇzn´a tak´e d˚ uvod, proˇc se pouˇz´ıval jen necel´e tˇri roky (mezi l´ety 1976–79). Pak bylo 9
Je na pˇriloˇzen´em CD v adres´aˇri /programy/cetnosti.bc
41
3.5 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1976–1988
96 94 92 90 88 86 84 82 80 78 76 74 72 70 68 66 64 62 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
96 94 92 90 88 86 84 82 80 78 76 74 72 70 68 66 64 62 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40
ˇ Obr´azek 10: Cetnosti losovan´ ych ˇc´ısel pro I. a II. tah 1976–1988
42
3.5 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1976–1988
Obr´azek 11: Zaˇr´ızen´ı, kter´e se pouˇz´ıvalo v letech 1979–1980
toto zaˇr´ızen´ı nahrazeno jin´ ym, ponˇekud hluˇcnˇejˇs´ım, kter´e se pouˇz´ıvalo pouze v letech 1979–80 [6, str 229]. Toto provizorn´ı zaˇr´ızen´ı je na Obr´azku 11. Pouˇz´ıvalo se tedy jen kr´atkou dobu. Bohuˇzel nev´ıme, jestli to byly cel´e dva roky 1979 a 1980 nebo tˇreba jen 30 tah˚ u nˇekdy na pˇrelomu tˇechto let. Pokud bychom tedy toto zaˇr´ızen´ı chtˇely podrobit stejn´e statistick´e anal´ yze jako ostatn´ı zaˇr´ızen´ı, mˇeli bychom k dispozici historii maxim´alnˇe 104 tah˚ u, o kter´ ych bychom ani pˇresnˇe nevˇedˇeli, zdali jsou vˇsechny opravdu ony tahy, ve kter´ ych se toto zaˇr´ızen´ı pouˇz´ıvalo. Takov´ y rozbor by byl zat´ıˇzen pˇr´ıliˇs velkou statistickou chybou. Zaˇr´ızen´ı na Obr´azku 11 tedy nebudeme analyzovat. Toto zaˇr´ızen´ı se podle [6] pouˇz´ıvalo tak kr´atkou dobu z d˚ uvodu nadmˇern´e hluˇcnosti. Dalˇs´ı z d˚ uvod˚ u jistˇe tak´e byla jist´a nepr˚ uhlednost tohoto zaˇr´ızen´ı pˇred televizn´ımi kamerami. Pˇredchoz´ı zaˇr´ızen´ı byla vˇsechna um´ıstˇena vertik´alnˇe tak, aby mˇel div´ak pˇrehled a pˇr´ıpadnˇe mohl jedn´ım letm´ ym pohledem ovˇeˇrit, zdali je v osud´ı vˇsech 49 losovac´ıch m´ıˇck˚ u. Toto provizorn´ı zaˇr´ızen´ı bylo ale v horizont´aln´ı poloze, tud´ıˇz pomˇernˇe nepˇrehledn´e. O tom, zdali se losovalo spravedlivˇe, m˚ uˇzeme jen spekulovat. Ale potom, co uˇz v´ıme o pˇredchoz´ıch zaˇr´ızen´ıch, by bylo s podivem, kdyby Sazka toto zaˇr´ızen´ı odstranila jen kv˚ uli nadmˇern´emu hluku. Jistˇe je totiˇz mnohem jednoduˇsˇs´ı ztiˇsit chod tohoto zaˇr´ızen´ı neˇz vym´ yˇslet dalˇs´ı losovac´ı syst´em. O to vˇetˇs´ım pˇrekvapen´ım je, ˇze v letech 1980–1988 se Sportka losovala opˇet ze stejn´eho osud´ı jako v letech 1976–1979. D´a se tud´ıˇz pˇredpokl´adat, ˇze toto osud´ı z˚ ust´avalo stejn´e jen na prvn´ı pohled. Pˇr´ıpadn´e vnitˇrn´ı nerovnosti losovac´ıho 43
3.6 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1988–1993
Obr´azek 12: Zaˇr´ızen´ı, kter´e se pouˇz´ıvalo v letech 1988–1993
bubnu, ˇci jin´e mechanick´e z´avady, kter´e by mohly ovlivˇ novat ˇcetnosti jednotliv´ ych losovan´ ych ˇc´ısel, byly jistˇe odstranˇeny.
3.6
Losovac´ı zaˇ r´ızen´ı z let 1988–1993
Od t´eto doby aˇz dodnes pouˇz´ıv´a Sazka k losov´an´ı v´ yhern´ıch ˇc´ısel jednotliv´ ych tah˚ u Sportky zaˇr´ızen´ı tohoto typu. Princip je jednoduch´ y: potom, co se m´ıˇcky sesypou do losovac´ıho bubnu, zaˇcne ve spodn´ı ˇca´sti tohoto bubnu foukat velmi siln´ y proud vzduchu. M´ıˇcky se tak v bubnu zaˇcnou vzn´aˇset a prom´ıch´avat. To ovˇsem klade vysok´e n´aroky na homogenitu jednotliv´ ych m´ıˇck˚ u. Ty jsou proto v´aˇzeny s pˇresnost´ı na miligramy [6]. V´ yhodou takov´ ychto osud´ı bylo to, ˇze mohla b´ yt t´emˇeˇr cel´a ze skla nebo pr˚ uhledn´eho plastu, tud´ıˇz dokonale pˇrehledn´a. Prvn´ım typ takov´eho zaˇr´ızen´ı je na Obr´azku 12 (na fotografii losuje ˇctyˇrn´asobn´ y olympijsk´ y v´ıtˇez Emil Z´atopek). Mezi 2. s´azkov´ ym t´ ydnem roku 1988 a 53. s´azkov´ ym t´ ydnem 1993 vˇcetnˇe, bylo vylosov´ano pˇresnˇe 310 tah˚ u. Opˇet n´as budou zaj´ımat ˇcetnosti jednotliv´ ych losovan´ ych ˇc´ısel. Podle vztah˚ u (43) a (45) na stranˇe 29 najdeme odhady maxim´aln´ı a minim´aln´ı ˇcetnosti na hladinˇe pravdˇepodobnosti 95 %. Podle tˇechto vztah˚ u relativnˇe snadno zjist´ıme, ˇze nejmenˇs´ı pˇredpokl´adan´a ˇcetnost je k1 = 28 a k2 = 48. V´ ysledky jsou pˇrehlednˇe uvedeny na Obr´azku 13. Je vidˇet, ˇze ˇcetnosti jednotliv´ ych losovan´ ych ˇc´ısel v prvn´ım tahu nejsou moc vyrovnan´e. Vyˇsˇs´ı ˇcetnost, neˇz ²¯
²¯
je n´aˇs odhad maj´ı ˇc´ısla: ±° 1 , kter´e bylo losov´ano 49kr´at, ±° 11 , kter´e bylo losov´ano ²¯
²¯
53kr´at, ±° 26 , to bylo losov´ano pˇresnˇe 51kr´at a ˇc´ıslo ±° 37 , kter´e bylo losov´ano 52kr´at. 44
3.6 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1988–1993
56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10
ˇ Obr´azek 13: Cetnosti losovan´ ych ˇc´ısel pro I. a II. tah 1988-1993
45
3.7 Souˇcasn´e losovac´ı zaˇr´ızen´ı ²¯
²¯
Naopak niˇzˇs´ı ˇcetnost mˇela ˇc´ısla: ±° 6 , kter´e bylo losov´ano 22kr´at, ±° 30 , kter´e bylo ²¯
losov´ano 26kr´at, a koneˇcnˇe ˇc´ıslo ±° 46 , to bylo losov´ano pˇresnˇe ve 24 taz´ıch. ˇ Cetnosti losovan´ ych ˇc´ısel ve druh´em tahu uˇz jsou malinko vyrovnanˇejˇs´ı. Naˇsim ²¯
odhad˚ um nevyhovuj´ı pouze ˇc´ısla ±° 6 , kter´e bylo losov´ano 52kr´at (m´a tedy na ²¯
rozd´ıl od prvn´ıho tahu vyˇsˇs´ı ˇcetnost neˇz byl pˇredpoklad) a ˇc´ıslo ±° 17 , kter´e se nevejde do naˇseho odhadu, protoˇze bylo vylosov´ano pouze 24kr´at, zat´ımco n´aˇs ²¯
minim´aln´ı odhad je k1 = 28. A koneˇcnˇe ˇc´ıslo ±° 9 , kter´e se tˇesnˇe nevejde do naˇseho odhadu, protoˇze bylo losov´ano jen 27kr´at. Ke stejn´emu z´avˇeru bychom tak´e doˇsli pomoc´ı intervalov´ ych odhad˚ u pravdˇepodobnost´ı, kter´e jsme sestavovali s pomoc´ı centr´aln´ı limitn´ı vˇety podle vztahu (50) na stranˇe 31. Tyto odhady jsou pro oba dva tahy a pro kaˇzd´e ˇc´ıslo uspoˇra´d´any v Tabulce 14 v pˇr´ıloh´ach na stranˇe 60. Pravdˇepodobnost vylosov´an´ı libovoln´eho ˇc´ısla je v kaˇzd´em tahu p =
6 49
= 0,122. Kaˇzd´ y intervalov´ y odhad mus´ıme tedy
srovnat s hodnotou 0,122. Intervaly, kam tato hodnota nepatˇr´ı, jsou opˇet vys´azeny tuˇcnˇe. Pokud bychom chtˇeli naˇse odhady zpˇresnit pro pravdˇepodobnost 99 %, pak by se do takov´eho odhadu ˇcetnost´ı veˇsla vˇsechna ˇc´ısla. Je tedy patrn´e, ˇze se Sazka snaˇzila vyr´abˇet ˇc´ım d´al dokonalejˇs´ı losovac´ı zaˇr´ızen´ı, coˇz je pochopiteln´e. Ve srovn´an´ı s pˇredchoz´ım zaˇr´ızen´ım, je ale vidˇet, ˇze doˇslo k podstatn´emu zlepˇsen´ı.
3.7
Souˇ casn´ e losovac´ı zaˇ r´ızen´ı
Zaˇr´ızen´ı, kter´ ym se losuje dodnes (je na Obr´azku 14), se pouˇz´ıv´a od roku 1993. Protoˇze zase nev´ıme, odkdy pˇresnˇe se toto zaaˇr´ızen´ı pouˇz´ıv´a, budeme ve shodˇe s [6] povaˇzovat za prvn´ı tah tohoto zaˇr´ızen´ı, 2. s´azkov´ y t´ yden roku 1993. Posledn´ım tahem, kter´ y m´ame k dispozici je tah v 15. t´ ydnu roku 2007. To je 745 losov´an´ı pro prvn´ı a stejn´ y poˇcet pro druh´ y tah. Tak jako v pˇredeˇsl´ ych pˇr´ıpadech, bude n´as zaj´ımat, kolikr´at bylo kaˇzd´e ˇc´ıslo vylosov´ano. Zase najdeme minim´aln´ı a maxim´aln´ı poˇcet losov´an´ı na hladinˇe pravdˇepodobnosti 95 %. Uˇz v´ıme, ˇze to jsou ˇc´ısla k1 a k2 ze vtah˚ u (43) a (45) V naˇsem pˇr´ıpadˇe je poˇcet tah˚ u n = 745, a pravdˇepodobnost vylosov´an´ı kaˇzd´eho ˇc´ısla v jednom tahu je p =
6 , 49
pravdˇepodobnost jevu opaˇcn´eho je q = 1 −
6 49
=
43 . 49
Nejvˇetˇs´ı
ˇc´ıslo k1 , kter´e jeˇstˇe vyhovuje nerovnici (43) je k1 = 76, nejmenˇs´ı ˇc´ıslo k2 , kter´e jeˇstˇe vyhovuje nerovnici (45) je k2 = 106. Poˇcet vylosov´an´ı je u kaˇzd´eho ˇc´ısla zn´azornˇen v grafu na Obr´azku 14. Horn´ı graf popisuje I. tah, doln´ı II. tah. Z graf˚ u na Obr´azku 15 je vidˇet, ˇze o prvn´ım tahu m˚ uˇzeme ˇr´ıct, ˇze ˇcastˇeji, neˇz ²¯
bychom pˇredpokl´adali, byla losov´ana ˇc´ıslo ±° 25 . To bylo taˇzeno 108kr´at, pˇritom od46
3.7 Souˇcasn´e losovac´ı zaˇr´ızen´ı
Obr´azek 14: Zaˇr´ızen´ı, kter´e se pouˇz´ıv´a dnes
had maxim´aln´ıho poˇctu vylosov´an´ı v 745ti taz´ıch je na hladinˇe pravdˇepodobnosti ²¯²¯
95 % roven 106. M´enˇe, neˇz bychom pˇredpokl´adali, byla taˇzena ˇc´ısla ±° 8 a ±° 39 . Obˇe byla zat´ım vylosov´ana pouze 73kr´at, ale odhad minim´aln´ıho poˇctu vylosov´an´ı je na hladinˇe pravdˇepodobnosti 95 % roven 76. Druh´ y tah uˇz je troˇsku vyrovnanˇejˇs´ı. V´ıce, neˇz bychom oˇcek´avali, bylo taˇzeno ²¯
ˇc´ıslo ±° 17 (ˇcetnost jeho vylosov´an´ı pˇrevyˇsuje n´aˇs odhad jen o jedno vylosov´an´ı) a ²¯
ˇc´ıslo ±° 29 . To bylo vylosov´ano 111kr´at, ale n´aˇs odhad maxim´aln´ı ˇcetnosti je jen ²¯ ²¯
106. Do doln´ıho odhadu se ve druh´em tahu tˇesnˇe neveˇsla ˇc´ısla ±° 3 a ±° 18 . Stejn´ y z´avˇer m˚ uˇzeme tak´e uˇcinit, pokud bychom vyuˇzili centr´aln´ı limitn´ı vˇety. Odhady pravdˇepodobnost´ı pro vylosov´an´ı kaˇzd´eho ˇc´ısla tak m˚ uˇzeme naj´ıt v Tabulce 15. Pˇri jej´ım sestavov´an´ı jsme opˇet pro kaˇzd´e ˇc´ıslo naˇsli intervalov´ y odhad, kter´ y jsme sestavili podle vztahu (50) na stranˇe 31. Pravdˇepodobnost vylosov´an´ı libovoln´eho ˇc´ısla je v kaˇzd´em tahu tak jako v ostatn´ıch taz´ıch p =
6 49
= 0,122.
Kaˇzd´ y intervalov´ y odhad jsme porovnali s hodnotou 0,122. Intervaly, kam tato hodnota nepatˇrila, jsou opˇet zv´ yraznˇeny tuˇcnˇe. Kaˇzd´ y tah je losov´an na jin´em zaˇr´ızen´ı. O obou tedy m˚ uˇzeme prohl´asit, ˇze s pravdˇepodobnost´ı 95 % nelosuj´ı spravedlivˇ e. I kdyˇz ˇcetnosti losovan´ ych ˇc´ısel jso u druh´eho tahu pomˇernˇe vyrovnan´e. Pokud bychom byli n´aroˇcnˇejˇs´ı a hladinu pravdˇepodobnosti posunuly na 99 %, pak by se poˇcty vylosov´an´ı vˇsech ˇc´ısel veˇsli do takov´ ychto odhad˚ u.
47
3.7 Souˇcasn´e losovac´ı zaˇr´ızen´ı
114 112 110 108 106 104 102 100 98 96 94 92 90 88 86 84 82 80 78 76 74 72 70 68 66 64 62 60 1
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
1
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
114 112 110 108 106 104 102 100 98 96 94 92 90 88 86 84 82 80 78 76 74 72 70 68 66 64 62 60
ˇ Obr´azek 15: Cetnosti losovan´ ych ˇc´ısel pro I. a II. tah (1993–souˇcasnost)
48
´ VYHERN ´ ´I PORAD ˇ ´I JEDNOTLIVA
4
Nejd˚ uleˇzitˇejˇs´ı motivac´ı pro s´azen´ı Sportky je asi pro vˇsechny s´azej´ıc´ı vidina prvn´ıho ˇ poˇrad´ı. V prvn´ıch letech existence Sportky se v tehdejˇs´ım socialistick´em Ceskoslovensku vedla celospoleˇcensk´a debata o tom, zdali je v˚ ubec s´azkov´a ˇcinnost ˇz´adoc´ı pro socialistick´ y st´at. Ale z toho, ˇze byla Sazka st´atn´ı loteri´ı, profitoval samozˇrejmˇe hlavnˇe tehdejˇs´ı st´atn´ı rozpoˇcet. Z vklad˚ u Sportky byly financov´any tˇelov´ ychovn´e spolky a r˚ uzn´e sportovn´ı akce. Ani tato skuteˇcnost ale nezabr´anila tomu, aby byla v roce 1961 hlavn´ı v´ yhra ve Sportce sn´ıˇzena ze 40 tis´ıc na 15 tis´ıc korun. Za druh´e poˇrad´ı se vypl´acelo deset tis´ıc. Zv´ yˇseny byly naopak v´ yhry v ostatn´ıch v´ yhern´ıch poˇrad´ıch. Proti tomuto politick´emu rozhodnut´ı ale protestovala s´azej´ıc´ı veˇrejnost, nebot’ s´azkov´e obraty zaˇcaly prudce klesat. V roce 1960 ˇcinil roˇcn´ı obrat Sazky 781 milion˚ u korun, o rok pozdˇeji uˇz jen 455 milion˚ u a v roce 1962 uˇz to bylo dokonce jen 359 milion˚ u korun. Tento sestupn´ y trend potvrdil z´asadu, ˇze s´azej´ıc´ı maj´ı z´ajem pˇredevˇs´ım o v´ yhry v prvn´ım poˇrad´ı a zv´ yˇsen´ı velk´eho mnoˇzstv´ı v´ yher v nejniˇzˇs´ıch poˇrad´ıch o relativnˇe n´ızkou ˇca´stku je nech´av´a chladn´ ymi. V roce 1963 bylo tedy toto dva roky star´e opatˇren´ı pˇrehodnoceno a nejvyˇsˇs´ı v´ yhra Sportky byla stanovena na 80 tis´ıc korun. Vklady nedlouho po tomto rozhodnut´ı dos´ahly hranice dvou miliard korun. Zvyˇsov´an´ı nejvyˇsˇs´ıch v´ yher pak pokraˇcovalo i v dalˇs´ıch letech. V roce 1965 uˇz byla nejvyˇsˇs´ı v´ yhra stanovena na 200 tis´ıc korun. K dalˇs´ımu nav´ yˇsen´ı v´ yhry v prvn´ım poˇrad´ı na 300 tis´ıc korun doˇslo v roce 1984 a od roku 1990 se uˇz hr´alo o 500 tis´ıc. Od u ´nora roku 1993 je v´ yˇse hlavn´ı v´ yhry neomezen´a a ˇr´ıd´ı se pouze vklady. [6] V roce 1993 byl tak´e pro prvn´ı v´ yhern´ı poˇrad´ı zaveden princip Jackpotu. To znamen´a, ˇze pokud nikdo v dan´em losov´an´ı neuhodl vˇsech ˇsest ˇra´dn´ ych losovan´ ych ˇc´ısel a nikdo tedy nevyhr´al v´ yhru v prvn´ım poˇrad´ı, navyˇsuje se pro pˇr´ıˇst´ı losov´an´ı v´ yhra v prvn´ım poˇrad´ı o nevyˇcerpanou ˇc´astku ze vˇsech poˇrad´ı. Princip Jackpotu byl pro s´azej´ıc´ı velmi zaj´ımav´ y, protoˇze nedlouho po jeho zaveden´ı se hlavn´ı v´ yhra mnohdy vyˇsplhala aˇz ke tˇriceti milion˚ um korun. Pozdˇeji nebyly v´ yjimkou hlavn´ı v´ yhry, kter´e byly vyˇsˇs´ı neˇz magick´ ych sto milion˚ u korun. V takov´ ych pˇr´ıpadech zaˇc´ınaj´ı s´azet i lid´e, kteˇr´ı jinak Sportku z´asadnˇe nes´az´ı.
4.1
Pravdˇ epodobnost v´ yhry v jednotliv´ ych poˇ rad´ıch
Zkoumejme nyn´ı, jak´a je pravdˇepodobnost v´ yhry v jednotliv´ ych poˇrad´ıch. Z´ıskat v´ yhru v prvn´ım poˇ rad´ı znamen´a uhodnout vˇsech ˇsest ˇr´adn´ ych losovan´ ych ˇc´ısel. Jak´a je pravdˇepodobnost v´ yhry prvn´ıho poˇrad´ı? Poˇcet vˇsech moˇzn´ ych zp˚ usob˚ u, 49
4.1 Pravdˇepodobnost v´ yhry v jednotliv´ ych poˇrad´ıch jak se d´a vybrat ˇsest ze 49ti ˇc´ısel je ˇsestiˇclenn´a kombinace ze ˇctyˇriceti dev´ıti prvk˚ u (vzah (8) na stranˇe 10) , tedy: µ ¶ 49 = 13 983 816. 6
(56)
Pˇr´ızniv´a moˇznost je jenom jedna, vˇsechna tipovan´a ˇc´ısla mus´ı b´ yt totiˇz taˇzena. Pravdˇepodobnost v´ yhry prvn´ıho poˇrad´ı je tedy: 1 1 . pI = µ ¶ = = 7,8 · 10−8 . 49 13 983 816 6
(57)
Dodejme, ˇze je to asi stejn´a pravdˇepodobnost, jako kdybychom pˇri 24 hodech minc´ı hodily sam´e ruby. Z´ıskat v´ yhru ve druh´ em poˇ rad´ı znamen´a uhodnout pˇet ze ˇsesti losovan´ ych ˇc´ısel a nav´ıc dodatkov´e ˇc´ıslo. Dodatkov´e ˇc´ıslo je v podstatˇe sedm´e losovan´e ˇc´ıslo, m´a smysl pouze pro v´ yhru ve druh´em poˇrad´ı. Poˇcet vˇsech moˇzn´ ych zp˚ usob˚ u, jak tipovat ˇsest ze 49ti ˇc´ısel je opˇet stejn´ y, poˇc´ıtali jsme ho vztahem (56). Poˇcet vˇsech pˇr´ızniv´ ych pˇr´ıpad˚ u urˇc´ıme n´asleduj´ıc´ı u ´vahou: Ze ˇsesti ˇr´adn´ ych losovan´ ych ˇc´ısel jich mus´ıme uhodnout pr´avˇe pˇet. Poˇcet vˇsech moˇznost´ı, jak vybrat zeµˇsesti ¶ 6 . ˇc´ısel pˇet, je stejn´ y jako poˇcet pˇetiˇclenn´ ych kombinac´ı z ˇsesti prvk˚ u, tedy: 5 Zb´ yvaj´ıc´ı ˇc´ıslo mus´ı b´ yt pr´avˇe dodatkov´e ˇc´ıslo, je tedy urˇceno jednoznaˇcnˇe. Pro pravdˇepodobnost v´ yhry ve druh´em poˇrad´ı tedy plat´ı: µ ¶ 6 6 5 . pII = µ ¶ = = 4,29 · 10−7 . 49 13 983 816 6
(58)
Tˇ ret´ı poˇ rad´ı z´ısk´a ten s´azej´ıc´ı, kter´ y uhodne pr´avˇe pˇet ˇra´dn´ ych losovan´ ych ˇc´ısel. Kolik je takov´ ych tip˚ u? Opˇet n´as tedy zaj´ım´a, kolika usoby se d´a vybrat µ ¶zp˚ 6 moˇznost´ı. Jeˇstˇe n´am pˇet ze ˇsesti ˇc´ısel. Z pˇredchoz´ıho pˇr´ıpadu v´ıme, ˇze je to 5 ale zb´ yv´a jedno ˇc´ıslo. Jak´e m˚ uˇze b´ yt? V podstatˇe jak´ekoli, kromˇe ˇc´ısel, kter´a byla vylosovan´a. Kolik ˇc´ısel ze 49ti nebylo vylosov´ano? Losuje se ˇsest ˇc´ısel a jedno dodatkov´e, kter´e to b´ yt nem˚ uˇze, protoˇze uˇz by sednalo o vyˇsˇs´ı v´ yhern´ı poˇrad´ı. Do 49ti zb´ yv´a tedy jeˇstˇe 43 nevylosovan´ ych ˇc´ısel . Zb´ yvaj´ıc´ı ˇc´ıslo je tedy jedno z tˇechto 43 ˇc´ısel. Pro pravdˇepodobnost v´ yhry ve tˇret´ım poˇrad´ı tedy plat´ı: µ ¶ 6 43 · 258 5 . pIII = µ ¶ = = 1,84 · 10−5 . 49 13 983 816 6 50
(59)
4.2 Matematick´ y model v´ yˇse nejvyˇsˇs´ı v´ yhry V´ yherce ˇ ctvrt´ eho poˇ rad´ı mus´ı uhodnout pr´avˇe ˇctyˇri losovan´a ˇc´ısla. Kolik je tedy vˇsech pˇr´ızniv´ ych tip˚ u? Losuje se ˇsest ˇc´ısel, my z nich vyb´ır´ameµˇctyˇ ¶ri, podobnˇe 6 jako v pˇredchoz´ıch pˇr´ıpadech bychom pˇriˇsli na to, ˇze je to pr´avˇe moˇznost´ı. 4 Znovu se ale jeˇstˇe mus´ıme zamyslet nad t´ım, jak´a mohou b´ yt ona zb´ yvaj´ıc´ı dvˇe tipovan´a ˇc´ısla. Opˇet jak´akoli, kromˇe tˇech, kter´a byla losov´ana. P´at´e ˇc´ıslo tedy m˚ uˇzeme vybrat 45 zp˚ usoby, a pro ˇsest´e ˇc´ıslo zv´ yv´a uˇz jen 44 zp˚ usob˚ u, pˇriˇcemˇz na poˇrad´ı tˇechto ˇc´ısel nez´aleˇz´ı. Jinak ˇreˇceno: vybrat dvˇe ˇc´ısla ze 45 je moˇzno µ ¶ 45 · 44 45 = = 990 2 2
(60)
zp˚ usoby. Poˇcet vˇsech moˇzn´ ych tip˚ u je opˇet (56). Pro pravdˇepodobnost v´ yhry ve ˇctvrt´em poˇrad´ı mus´ı tedy platit:
pIV
µ ¶ µ ¶ 6 45 · 14 850 . 4 2 µ ¶ = = 1,06 · 10−3 . = 49 13 983 816 6
(61)
Posledn´ı je p´ at´ e v´ yhern´ı poˇ rad´ı. Abychom vyhr´ali nejniˇzˇs´ı v´ yhru je tedy tˇreba trefit pr´avˇe tˇri losovan´a ˇc´ısla. Jakou m´ame pravdˇepodobnost, ˇze se tak stane? Opˇet budeme uvaˇzovat podobnˇe jako v pˇredch´azej´ıc´ıch dvou pˇr´ıpadech. Napˇ ych ˇc´ısel ony tˇri v´ yhern´ı. To je moˇzn´e prov´est µ ¶red vybereme z ˇsesti vylosovan´ 6 zp˚ usoby. Zb´ yvaj´ıc´ı tˇri ˇc´ısla je tˇreba vybrat z tˇech, kter´a nebyla vylosovan´a. 3 µ ¶ 46 Tˇech je 46, m´ame tedy moˇznost´ı, jak m˚ uˇzeme vybrat zbyl´a tˇri nev´ yhern´ı 3 ˇc´ısla. A koneˇcnˇe pro pravdˇepodobnost nejniˇzˇs´ı moˇzn´e v´ yhry plat´ı: µ ¶ µ ¶ 6 46 · 303 600 . 3 3 µ ¶ = pV = = 2,17 · 10−2 . 49 13 983 816 6
(62)
To je o nˇeco m´alo v´ıc neˇz dvˇe procenta. D´a se tedy ˇr´ıct, ˇze nejniˇzˇs´ı poˇrad´ı vyhr´av´a zhruba kaˇzd´ y pades´at´ y.
4.2
Matematick´ y model v´ yˇ se nejvyˇ sˇ s´ı v´ yhry
Zkoumejme tedy nyn´ı, kam aˇz by mohl vystoupat jackpot, pokud by byla Sportka provozovov´ana sto let podle pravidel, kter´a plat´ı v souˇcasn´e dobˇe. Ta jsou nastavena tak, ˇze losov´an´ı prob´ıh´a dvakr´at t´ ydnˇe — kaˇzdou stˇredu a nedˇeli. Losuj´ı se vˇzdy dva tahy, pˇriˇcemˇz kaˇzd´ y tah m´a pro sv´e prvn´ı poˇrad´ı vlastn´ı jackpot. V kaˇzd´em tahu se vˇzdy ˇsest ˇr´adn´ ych ˇc´ısel a jedno dodatkov´e. Dodatkov´e ˇc´ıslo 51
4.2 Matematick´ y model v´ yˇse nejvyˇsˇs´ı v´ yhry m´a smysl jen ve druh´em poˇrad´ı, tj. pokud nˇekdo uhodne pˇet ze ˇsesti ˇra´dn´ ych losovan´ ych ˇc´ısel a z´aroveˇ n toto dodatkov´e ˇc´ıslo. Jackpot se ale d´a vyhr´at pouze v prvn´ım poˇra´d´ı. To znamen´a, ˇze v´ yherce jackpotu mus´ı uhodnout vˇsech ˇsest losovan´ ych ˇc´ısel (to jsou ona ˇr´adn´a losovan´a ˇc´ısla, mezi nˇeˇz nepatˇr´ı dodatkov´e ˇc´ıslo). Nejl´epe to bude vidˇet na pˇr´ıkladu. Pˇredstavme si, ˇze se v nˇekter´em ze stˇredeˇcn´ıch losov´an´ı hraje v prvn´ım poˇrad´ı prvn´ıho tahu o 83 mili´on˚ u korun a v prvn´ım poˇrad´ı druh´eho tahu napˇr´ıklad o 50 mili´on˚ u korun. Pˇredstavme si, ˇze v dan´em lososov´an´ı neuhodl v prvn´ım tahu vˇsech ˇsest ˇr´adn´ ych losovan´ ych ˇc´ısel nikdo a ve druh´em tahu uhodli dokonce dva v´ yherci vˇsech ˇsest losovan´ ych ˇc´ısel. Kaˇzd´ y z nich pak vyhr´av´a polovinu v´ yhry, to jest 25 mili´on˚ u korun. V n´asleduj´ıc´ım nedˇeln´ım losov´an´ı bude jackpot v prvn´ım poˇrad´ı prvn´ıho tahu 83 mili´on˚ u plus jedna osmina penˇez vsazen´ ych v tomto stˇredeˇcn´ım losov´an´ı, ve druh´em tahu se n´asleduj´ıc´ı nedˇeli bude hr´at jen o tuto jednu osminu z penˇez vsazen´ ych v tomto stˇredeˇcn´ım losov´an´ı. Pokud v nˇekter´em tahu nepadne v´ yhra v prvn´ım poˇrad´ı, v pˇr´ıˇst´ım losov´an´ı se tato v´ yhra nav´ yˇs´ı o jednu ˇctvrtinu z penˇez vybran´ ych v tomto losov´an´ı (vˇetˇsinou tak dva aˇz tˇri mili´ony korun). V´ yhry ve tˇret´ım aˇz p´at´em poˇrad´ı tak´e nejsou pevn´e, ale jsou urˇceny poˇctem v´ yherc˚ u a poˇctem vybran´ ych penˇez v dan´em tahu, ˇz´adn´e jackpoty pro nˇe tedy neexistuj´ı. V´ yhru ve druh´em poˇrad´ı z´ısk´a ten, komu se podaˇr´ı uhodnout pˇet ˇra´dn´ ych losovan´ ych ˇc´ısel a ˇc´ıslo dodatkov´e. V´ yhra se vˇetˇsinou pohybuje kolem p˚ ul mili´onu korun (v z´avislosti na poˇctu jej´ıch v´ yherc˚ u a poˇctu s´azej´ıc´ıch). V´ yhru ve tˇret´ım poˇrad´ı z´ısk´avaj´ı ti s´azej´ıc´ı, kteˇr´ı uhodli pˇet ˇra´dn´ ych losovan´ ych ˇc´ısel, ve ˇctvrt´em poˇrad´ı ˇctyˇri ˇr´adn´a losovan´a ˇc´ısla. Posledn´ı, p´at´e poˇrad´ı, z´ısk´av´aj´ı ti, kter´ı uhodli tˇri ˇra´dn´a losovan´a ˇc´ısla. Pro ilustraci zde uvedeme poˇcet v´ yherc˚ u v dan´ ych poˇrad´ıch a odpov´ıdaj´ıc´ı v´ yhry ve druh´em tahu stˇredeˇcn´ıho losov´an´ı z 25. s´azkov´eho t´ ydne roku 200610 : Poˇrad´ı Poˇcet uhodnut´ ych ˇc´ısel
Poˇcet v´ yher
V´ yˇse v´ yhry [Kˇc]
I
6
1
27 302 959
II
5 + dodatkov´e
1
470 399
III
5
58
14 598
IV
4
2 639
427
V
3
45 275
83
10 ´
Udaje jsou pˇrevzaty z ofici´aln´ı v´ yhern´ı listiny pro 25. s´azkov´ y t´ yden roku 2006, kter´a je
dostupn´a na ofici´aln´ım webu akciov´e spoleˇcnosti Sazka.
52
4.2 Matematick´ y model v´ yˇse nejvyˇsˇs´ı v´ yhry Model v´ yˇ sky jackpotu Je zn´amo, ˇze s pˇrib´ yvaj´ıc´ı v´ yˇskou jackpotu roste i poˇcet s´azej´ıc´ıch. To m´a dva d˚ uvody. Ten nejprostˇs´ı je zkr´atka ten, ˇze ˇclovˇeka vˇzdy pˇritahovaly pen´ıze, kter´e je moˇzno bezpracnˇe z´ıskat. Druh´ y d˚ uvod je ten, ˇze s pˇrib´ yvaj´ıc´ı v´ yˇskou hlavn´ı v´ yhry rostou i prostˇredky, kter´e Sazka utrat´ı za reklamu. Pokud je tato reklamn´ı kampaˇ n vedena d˚ uslednˇe, mˇela by oslovit kaˇzd´eho. Nav´ıc pokud jackpot pˇrekon´a nˇejakou psychologickou hranici, ˇreknˇeme napˇr´ıklad 100 milion˚ u korun, zaˇcnou s´azet i ti, kteˇr´ı jinak nikdy nes´az´ı. Je to tak´e t´ım, ˇze s´azec´ı horeˇcce“ propad´a i jejich okol´ı ” Na pˇriloˇzen´em CD je v adres´aˇri /jackpot/model jackpotu.pl program, kter´ y modeluje r˚ ust jackpotu podle chov´an´ı s´azej´ıc´ıch. T´ımto programem jsme simulovali losov´an´ı Sportky po cel´e jedno stolet´ı. Nejvyˇsˇs´ı v´ yhra v prvn´ım poˇrad´ı pak jednou vystoupala aˇz na 347 milion˚ u, podruh´e (60 let potom) dokonce aˇz na 357 milion˚ u. Podrobn´ y popis algoritmu a ostatn´ı dokumentace je na pˇriloˇzen´em CD.
53
5
´ ER ˇ ZAV
V t´eto pr´aci jsme se zamˇeˇrili na ˇc´ıselnou hru Sportka. V prvn´ı ˇca´sti jsme zkoumali tahy ve kter´ ych se objevovali r˚ uzn´e anom´aln´ı“ jevy. Mezi nˇe patˇrili tahy s jednou ” ˇsestic´ı po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel, s jednou pˇetic´ı, ˇctveˇric´ı, ˇctveˇric´ı a dvojic´ı, jednou trojic´ı, dvˇema trojicemi, trojic´ı a dvojic´ı, tˇremi dvojicemi, dvˇema dvojicemi a jednou dvojic´ı. Tak´e n´as zaj´ımali tahy se sam´ ymi lich´ ymi, sud´ ymi, mal´ ymi a velk´ ymi ˇc´ısli. U kaˇzd´eho takov´eho jevu jsme naˇsli celkov´ y poˇcet vˇsech takov´ ych tah˚ u. Ke konci t´eto ˇca´sti jsme pˇredpovˇezen´e v´ ysledky srovnali se skuteˇcnou histori´ı tah˚ u. Z Tabulky 9 na stranˇe 23 bylo vidˇet, ˇze realita velmi dobˇre odpov´ıd´a naˇsemu modelu. V´ yraznˇe se liˇsili pouze tahy, ve kter´ ych byl poˇcet nalezen´ ych anom´ali´ı velmi mal´ y. Tyto nalezen´e ˇcetnosti jsou ale zat´ıˇzeny statistickou chybou. Tak tomu bylo napˇr´ıklad u poˇctu nalezen´ ych tah˚ u s pˇetic´ı po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel. Tento tah jsme oˇcek´avali jen jeden, bylo jich ale dvakr´at tolik, tedy 2. Stejnˇe tak tomu bylo u tah˚ u s jednou ˇctveˇric´ı a jednou dvojic´ı po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel. U anom´ali´ı“, ” kter´e se objevovali ˇcasto (napˇr´ıklad tahy s jednou dvojic´ı po sobˇe jdouc´ıch ˇc´ısel) byl rozd´ıl mezi pˇredpovˇezenou a skuteˇcnou hodnotou v 6068 taz´ıch v ˇr´adu desetin procent. Ve druh´e ˇc´asti jsme se zamˇeˇrili na jednotliv´a losovac´ı zaˇr´ızen´ı. Vˇetˇsinu z nich jsme testovali na hladinˇe pravdˇepodobnosti 95 %. U kaˇzd´eho zaˇr´ızen´ı jsme pomoc´ı binomick´eho rozdˇelen´ı naˇsli nejmenˇs´ı a nejvˇetˇs´ı moˇzn´ y poˇcet losovan´ ych ˇc´ısel. Pˇrekvapen´ım pro n´as bylo, ˇze na hladinˇe pravdˇepodobnost 95 % se ˇz´adn´e losovac´ı zaˇr´ızen´ı nejevilo jako spravedliv´e. To bylo asi zp˚ usobeno t´ım, ˇze poˇcty tah˚ u pro jednotliv´a zaˇr´ızen´ı, kter´e jsme zkoumali, byly pomˇernˇe mal´e. Kr´atk´a historie tah˚ u pro kaˇzd´e zaˇr´ızen´ı je nepochybnˇe i z´amˇer provozovatele Sportky, moˇzn´a i pr´avˇe proto se losovac´ı zaˇr´ızen´ı mˇenila tak ˇcasto. U losovac´ıho zaˇr´ızen´ı z let 1972–1976 jsme zjistili, ˇze s pravdˇepodobnost´ı 98 % znev´ yhodˇ novalo prvn´ıch sedm losovan´ ych ˇc´ısel. A s pravdˇepodobnost´ı 95 % m˚ uˇzeme tvrdit, ˇze naopak prostˇredn´ı sedmice“ ˇc´ısel byla losov´ana ˇcastˇeji. ” O zaˇr´ızen´ı, kter´e se pouˇz´ıvalo v letech 1976–1988, s malou pˇrest´avkou v letech 1979–1980, m˚ uˇzeme ˇr´ıct dokonce s 99 % pravdˇepodobnost´ı, ˇze nelosovalo spravedlivˇe. A to jak zaˇr´ızen´ı, kter´e se pouˇz´ıvalo k losov´an´ı prvn´ıho tahu, tak i pro zaˇr´ızen´ı, kter´e se pouˇz´ıvalo pro losov´an´ı druh´eho tahu. To uˇz asi nebude zp˚ usobeno jen statistickou chybou. M˚ uˇzeme tedy skoro jistˇe ˇr´ıct, ˇze tato zaˇr´ızen´ı losovala nespravedlivˇe. Obˇe tato zaˇr´ızen´ı si byla podobn´a, jistˇe by se dalo spekulovat i o tom, ˇze takov´a losovac´ı zaˇr´ızen´ı jsou zat´ıˇzena velk´ ym mnoˇzstv´ım nepˇresnost´ı, kter´ ych by mohl ˇsikovn´ y s´azej´ıc´ı vyuˇz´ıt. 54
V poslen´ı ˇca´sti jsme zjistili pravdˇepodobnosti v´ yher v jednotliv´ ych poˇrad´ıch. Na pˇriloˇzen´em CD je tak´e program, kter´ y modeluje r˚ ust jackpotu v prvn´ım v´ yhern´ım poˇrad´ı, podle chov´an´ı s´azej´ıc´ıch. Pˇrekvapiv´e bylo, ˇze se jackpot mohl vyˇsplhat aˇz na 357 milion˚ u (dluˇzno ale dodat, ˇze se to stalo aˇz po 90ti letech historie t´eto simulovan´e Sportky). Tipy s´azej´ıc´ıch a losovan´a ˇc´ısla byly generov´any kaˇzd´ y jin´ ymi algoritmy. Podrobn´ y popis vˇcetnˇe historie tah˚ u jednoho stolet´ı, kter´ y vyprodukoval tento model je na pˇriloˇzen´em CD. Na tomto CD jsou tak´e vˇsechny programy a skripty (samozˇrejmˇe s koment´aˇri), kter´e byly k seps´an´ı t´eto pr´ace potˇreba.
55
6 6.1
ˇ ´ILOHY PR Losovac´ı zaˇ r´ızen´ı z let 1957–1965 ˇc´ıslo
intervalov´ y odhad
ˇc´ıslo intervalov´ y odhad
1
h0.11156; 0.17970i
26
h0.07271; 0.13117i
2
h0.10936; 0.17704i
27
h0.09846; 0.16366i
3
h0.07059; 0.12843i
28
h0.09413; 0.15829i
4
h0.10717; 0.17437i
29
h0.09846; 0.16366i
5
h0.08981; 0.15289i
30
h0.09197; 0.15559i
6
h0.09846; 0.16366i
31
h0.08981; 0.15289i
7
h0.08981; 0.15289i
32
h0.07271; 0.13117i
8
h0.10282; 0.16902i
33
h0.09197; 0.15559i
9
h0.09197; 0.15559i
34
h0.08551; 0.14749i
10
h0.08257; 0.09703i
35
h0.09846; 0.16366i
11
h0.10282; 0.16902i
36
h0.10282; 0.16902i
12
h0.08981; 0.15289i
37
h0.08766; 0.15020i
13
h0.08766; 0.15020i
38
h0.07909; 0.13935i
14
h0.10282; 0.16902i
39
h0.09197; 0.15559i
15
h0.11594; 0.18502i
40
h0.08981; 0.15289i
16
h0.08336; 0.14478i
41
h0.07059; 0.12843i
17
h0.07271; 0.13117i
42
h0.09197; 0.15559i
18
h0.08551; 0.14749i
43
h0.10499; 0.17169i
19
h0.10064; 0.16634i
44
h0.10936; 0.17704i
20
h0.08123; 0.14207i
45
h0.06848; 0.12568i
21
h0.06638; 0.12294i
46
h0.09630; 0.16098i
22
h0.09630; 0.16098i
47
h0.10936; 0.17704i
23
h0.09630; 0.16098i
48
h0.08981; 0.15289i
24
h0.10282; 0.16902i
49
h0.06638; 0.12294i
49
h0.08123; 0.14207i
Tabulka 10: Tabulka intervalov´ ych odhad˚ u (1957–1965)
56
6.2 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1965–1972
6.2
Losovac´ı zaˇ r´ızen´ı z let 1965–1972
ˇc.
odhad 1. tah
odhad 2. tah
ˇc.
odhad 1. tah
odhad 2. tah
1
h0,074; 0,170i
h0,069; 0,164i
26
h0,088; 0,189i
h0,069; 0,167i
2
h0,060; 0,150i
h0,038; 0,120i
27
h0,074; 0,170i
h0,034; 0,120i
3
h0,042; 0,123i
h0,088; 0,179i
28
h0,083; 0,183i
h0,038; 0,127i
4
h0,065; 0,157i
h0,065; 0,157i
29
h0,083; 0,183i
h0,112; 0,216i
5
h0,092; 0,195i
h0,116; 0,223i
30
h0,074; 0,170i
h0,102; 0,203i
6
h0,026; 0,113i
h0,092; 0,188i
31
h0,069; 0,163i
h0,092; 0,191i
7
h0,051; 0,137i
h0,092; 0,187i
32
h0,114; 0,218i
h0,069; 0,175i
8
h0,069; 0,163i
h0,097; 0,196i
33
h0,060; 0,150i
h0,078; 0,172i
9
h0,065; 0,157i
h0,088; 0,184i
34 h0,129; 0,233i
h0,060; 0,160i
10
h0,056; 0,143i
h0,074; 0,166i
35
h0,088; 0,189i
h0,047; 0,139i
11
h0,074; 0,170i
h0,088; 0,186i
36
h0,116; 0,227i
h0,097; 0,205i
12
h0,092; 0,195i
h0,078; 0,179i
37
h0,083; 0,183i
h0,069; 0,166i
13
h0,083; 0,183i
h0,078; 0,177i
38
h0,065; 0,157i
h0,051; 0,140i
14
h0,056; 0,143i
h0,051; 0,138i
39
h0,088; 0,189i
h0,065; 0,161i
15
h0,056; 0,143i
h0,069; 0,160i
40
h0,083; 0,183i
h0,042; 0,133i
16
h0,074; 0,170i
h0,083; 0,181i
41
h0,060; 0,150i
h0,056; 0,144i
17
h0,088; 0,189i
h0,083; 0,183i
42
h0,060; 0,150i
h0,102; 0,200i
18
h0,078; 0,176i
h0,078; 0,176i
43
h0,060; 0,150i
h0,056; 0,144i
19
h0,056; 0,143i
h0,129; 0,216i
44
h0,074; 0,170i
h0,078; 0,175i
20
h0,078; 0,176i
h0,060; 0,154i
45
h0,056; 0,143i
h0,068; 0,151i
21
h0,083; 0,183i
h0,047; 0,138i
46 h0,030; 0,103i
h0,116; 0,208i
22
h0,083; 0,183i
h0,102; 0,205i
47
h0,056; 0,143i
h0,078; 0,171i
23
h0,092; 0,195i
h0,056; 0,151i
48
h0,092; 0,195i
h0,051; 0,145i
24
h0,078; 0,176i
h0,074; 0,171i
49
h0,069; 0,163i
h0,088; 0,185i
25
h0,065; 0,157i
h0,069; 0,162i
Tabulka 11: Tabulka intervalov´ ych odhad˚ u (1965–1972)
57
6.3 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1972–1976
6.3
Losovac´ı zaˇ r´ızen´ı z let 1972–1976
ˇc´ıslo
odhad 1. tah
odhad 2. tah
ˇc´ıslo
odhad 1. tah
odhad 2. tah
1
h0,104; 0,202i
h0,087; 0,182i
26
h0,063; 0,146i
h0,095; 0,185i
2
h0,063; 0,146i
h0,079; 0,166i
27
h0,051; 0,129i
h0,079; 0,163i
3
h0,067; 0,152i
h0,055; 0,138i
28
h0,087; 0,180i
h0,079; 0,170i
4
h0,067; 0,152i
h0,025; 0,099i
29
h0,083; 0,174i
h0,051; 0,136i
5
h0,048; 0,124i
h0,048; 0,124i
30
h0,087; 0,180i
h0,100; 0,194i
6
h0,087; 0,180i
h0,071; 0,161i
31
h0,108; 0,207i
h0,044; 0,130i
7
h0,051; 0,129i
h0,079; 0,163i
32
h0,075; 0,163i
h0,091; 0,182i
8
h0,059; 0,141i
h0,063; 0,146i
33
h0,067; 0,152i
h0,071; 0,157i
9
h0,079; 0,169i
h0,079; 0,169i
34
h0,120; 0,234i
h0,083; 0,181i
10
h0,104; 0,202i
h0,067; 0,158i
35
h0,059; 0,141i
h0,075; 0,160i
11
h0,087; 0,180i
h0,112; 0,208i
36
h0,083; 0,174i
h0,075; 0,165i
12
h0,087; 0,180i
h0,087; 0,180i
37
h0,087; 0,180i
h0,075; 0,165i
13
h0,071; 0,158i
h0,095; 0,186i
38
h0,063; 0,146i
h0,095; 0,185i
14
h0,067; 0,152i
h0,067; 0,152i
39
h0,091; 0,185i
h0,075; 0,166i
15
h0,079; 0,169i
h0,087; 0,178i
40
h0,055; 0,135i
h0,067; 0,149i
16
h0,055; 0,135i
h0,079; 0,164i
41
h0,063; 0,146i
h0,095; 0,185i
17
h0,095; 0,191i
h0,067; 0,157i
42
h0,083; 0,174i
h0,095; 0,189i
18
h0,079; 0,169i
h0,063; 0,150i
43
h0,091; 0,185i
h0,040; 0,120i
19
h0,059; 0,141i
h0,055; 0,136i
44
h0,087; 0,180i
h0,091; 0,185i
20
h0,067; 0,152i
h0,075; 0,162i
45
h0,029; 0,094i
h0,100; 0,181i
21
h0,091; 0,185i
h0,083; 0,176i
46
h0,095; 0,191i
h0,079; 0,172i
22
h0,112; 0,212i
h0,104; 0,203i
47
h0,104; 0,202i
h0,071; 0,163i
23
h0,079; 0,169i
h0,100; 0,193i
48
h0,087; 0,180i
h0,079; 0,170i
24
h0,063; 0,146i
h0,059; 0,142i
49
h0,075; 0,163i
h0,108; 0,201i
25
h0,079; 0,169i
h0,104; 0,197i
Tabulka 12: Tabulka intervalov´ ych odhad˚ u (1972–1976)
58
6.4 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1976–1988
6.4
Losovac´ı zaˇ r´ızen´ı z let 1976–1988 ˇc.
odhad 1. tah
odhad 2. tah
ˇc.
odhad 1. tah
odhad 2. tah
1
h0,068; 0,154i
h0,060; 0,144i
26 h0,072; 0,159i
h0,080; 0,169i
2
h0,080; 0,170i
h0,037; 0,117i
27 h0,094; 0,139i
h0,109; 0,196i
3
h0,072; 0,159i
h0,088; 0,178i
28 h0,072; 0,159i
h0,044; 0,125i
4
h0,109; 0,209i
h0,060; 0,151i
29 h0,060; 0,142i h0,068; 0,120i
5
h0,092; 0,187i
h0,068; 0,158i
30 h0,117; 0,220i
h0,092; 0,191i
6
h0,126; 0,265i
h0,084; 0,174i
31 h0,088; 0,181i
h0,072; 0,162i
7
h0,080; 0,170i
h0,092; 0,185i
32 h0,080; 0,170i
h0,088; 0,180i
8
h0,076; 0,165i
h0,056; 0,141i
33 h0,084; 0,176i
h0,056; 0,142i
9
h0,064; 0,148i
h0,052; 0,133i
34 h0,056; 0,136i h0,034; 0,116i
10
h0,052; 0,131i
h0,096; 0,184i
35 h0,064; 0,148i
h0,084; 0,172i
11
h0,064; 0,148i
h0,080; 0,167i
36 h0,084; 0,176i
h0,080; 0,171i
12
h0,076; 0,165i
h0,080; 0,170i
37 h0,076; 0,165i
h0,064; 0,150i
13
h0,088; 0,181i
h0,096; 0,191i
38 h0,072; 0,159i
h0,101; 0,193i
14
h0,080; 0,170i
h0,109; 0,204i
39 h0,088; 0,181i
h0,096; 0,191i
15
h0,072; 0,159i
h0,076; 0,164i
40 h0,064; 0,148i
h0,092; 0,182i
16
h0,076; 0,165i
h0,064; 0,150i
41 h0,080; 0,170i
h0,060; 0,146i
17
h0,085; 0,201i
h0,068; 0,164i
42 h0,072; 0,159i
h0,076; 0,164i
18
h0,048; 0,125i
h0,080; 0,164i
43 h0,076; 0,165i
h0,084; 0,174i
19
h0,107; 0,213i
h0,096; 0,181i
44 h0,105; 0,203i
h0,052; 0,141i
20
h0,076; 0,165i
h0,088; 0,179i
45 h0,105; 0,203i
h0,092; 0,189i
21
h0,072; 0,159i
h0,064; 0,149i
46 h0,092; 0,187i
h0,072; 0,163i
22
h0,060; 0,142i
h0,060; 0,142i
47 h0,113; 0,214i
h0,052; 0,142i
23
h0,064; 0,148i
h0,072; 0,158i
48 h0,072; 0,159i
h0,076; 0,164i
24
h0,088; 0,181i
h0,117; 0,215i
49 h0,064; 0,148i
h0,072; 0,158i
25
h0,072; 0,159i
h0,084; 0,174i
Tabulka 13: Tabulka intervalov´ ych odhad˚ u (1978–1988)
59
6.5 Losovac´ı zaˇr´ızen´ı z let 1988–1993
6.5
Losovac´ı zaˇ r´ızen´ı z let 1988–1993
ˇc´ıslo
odhad 1. tah
odhad 2. tah
ˇc´ıslo
odhad 1. tah
odhad 2. tah
1
h0,141; 0,301i
h0,039; 0,176i
26
h0,108; 0,257i
h0,061; 0,199i
2
h0,061; 0,188i
h0,032; 0,150i
27
h0,025; 0,128i
h0,039; 0,147i
3
h0,084; 0,223i
h0,061; 0,194i
28
h0,025; 0,128i
h0,084; 0,205i
4
h0,084; 0,223i
h0,068; 0,204i
29
h0,046; 0,165i
h0,061; 0,184i
5
h0,039; 0,153i
h0,046; 0,162i
30
h0,029; 0,113i
h0,042; 0,134i
6
h0,018; 0,115i
h0,124; 0,250i
31
h0,084; 0,223i
h0,084; 0,223i
7
h0,116; 0,268i
h0,032; 0,162i
32
h0,084; 0,223i
h0,100; 0,242i
8
h0,046; 0,165i
h0,092; 0,222i
33
h0,053; 0,177i
h0,046; 0,167i
9
h0,051; 0,118i
h0,029; 0,119i
34
h0,053; 0,177i
h0,053; 0,177i
10
h0,068; 0,200i
h0,025; 0,142i
35
h0,025; 0,128i
h0,076; 0,195i
11
h0,136; 0,242i
h0,084; 0,221i
36
h0,039; 0,153i
h0,084; 0,210i
12
h0,046; 0,165i
h0,092; 0,222i
37
h0,131; 0,268i
h0,061; 0,201i
13
h0,061; 0,188i
h0,068; 0,198i
38
h0,025; 0,128i
h0,061; 0,176i
14
h0,061; 0,188i
h0,092; 0,227i
39
h0,084; 0,223i
h0,076; 0,213i
15
h0,092; 0,234i
h0,053; 0,186i
40
h0,039; 0,153i
h0,108; 0,239i
16
h0,046; 0,165i
h0,100; 0,232i
41
h0,084; 0,223i
h0,068; 0,204i
17
h0,092; 0,234i
h0,001; 0,109i
42
h0,061; 0,188i
h0,068; 0,198i
18
h0,068; 0,200i
h0,046; 0,171i
43
h0,066; 0,139i
h0,053; 0,156i
19
h0,053; 0,177i
h0,039; 0,157i
44
h0,039; 0,153i
h0,061; 0,181i
20
h0,068; 0,200i
h0,039; 0,162i
45
h0,025; 0,117i
h0,068; 0,186i
21
h0,084; 0,223i
h0,053; 0,185i
46
h0,068; 0,200i
h0,068; 0,200i
22
h0,076; 0,212i
h0,018; 0,135i
47
h0,025; 0,128i
h0,032; 0,137i
23
h0,032; 0,140i
h0,053; 0,169i
48
h0,046; 0,165i
h0,053; 0,174i
24
h0,061; 0,188i
h0,039; 0,159i
49
h0,046; 0,165i
h0,039; 0,155i
25
h0,046; 0,165i
h0,068; 0,193i
Tabulka 14: Tabulka intervalov´ ych odhad˚ u (1988–1993)
60
6.6 Souˇcasn´e losovac´ı zaˇr´ızen´ı
6.6
Souˇ casn´ e losovac´ı zaˇ r´ızen´ı
ˇc´ıslo
odhad 1. tah
odhad 2. tah
ˇc´ıslo
odhad 1. tah
odhad 2. tah
1
h0,093; 0,147i
h0,087; 0,140i
26
h0,103; 0,158i
h0,098; 0,153i
2
h0,087; 0,139i
h0,106; 0,160i
27
h0,085; 0,137i
h0,078; 0,128i
3
h0,106; 0,162i
h0,070; 0,121i
28
h0,101; 0,156i
h0,104; 0,160i
4
h0,119; 0,177i
h0,111; 0,168i
29
h0,100; 0,154i
h0,127; 0,183i
5
h0,106; 0,162i
h0,089; 0,143i
30
h0,093; 0,147i
h0,089; 0,141i
6
h0,098; 0,152i
h0,098; 0,152i
31
h0,089; 0,141i
h0,093; 0,146i
7
h0,082; 0,133i
h0,082; 0,133i
32
h0,114; 0,171i
h0,095; 0,150i
8
h0,073; 0,121i
h0,087; 0,138i
33
h0,090; 0,143i
h0,082; 0,134i
9
h0,103; 0,158i
h0,100; 0,154i
34
h0,089; 0,141i
h0,075; 0,125i
10
h0,087; 0,139i
h0,089; 0,141i
35
h0,090; 0,143i
h0,098; 0,151i
11
h0,087; 0,139i
h0,109; 0,163i
36
h0,087; 0,139i
h0,104; 0,158i
12
h0,090; 0,143i
h0,095; 0,148i
37
h0,085; 0,137i
h0,100; 0,153i
13
h0,090; 0,143i
h0,108; 0,162i
38
h0,092; 0,145i
h0,098; 0,152i
14
h0,082; 0,133i
h0,089; 0,140i
39
h0,073; 0,121i
h0,109; 0,162i
15
h0,106; 0,162i
h0,085; 0,139i
40
h0,103; 0,158i
h0,112; 0,168i
16
h0,084; 0,135i
h0,081; 0,132i
41
h0,084; 0,135i
h0,104; 0,158i
17
h0,111; 0,167i
h0,124; 0,181i
42
h0,095; 0,148i
h0,090; 0,143i
18
h0,112; 0,169i
h0,070; 0,121i
43
h0,076; 0,125i
h0,090; 0,141i
19
h0,116; 0,173i
h0,087; 0,142i
44
h0,096; 0,150i
h0,109; 0,164i
20
h0,114; 0,171i
h0,106; 0,163i
45
h0,096; 0,150i
h0,093; 0,147i
21
h0,084; 0,135i
h0,116; 0,170i
46
h0,085; 0,137i
h0,109; 0,163i
22
h0,084; 0,135i
h0,106; 0,159i
47
h0,112; 0,169i
h0,095; 0,150i
23
h0,100; 0,154i
h0,089; 0,142i
48
h0,096; 0,150i
h0,093; 0,147i
24
h0,108; 0,164i
h0,082; 0,136i
49
h0,100; 0,154i
h0,087; 0,140i
25
h0,133; 0,188i
h0,081; 0,134i
Tabulka 15: Tabulka intervalov´ ych odhad˚ u (1993–souˇcasnost)
61
6.6 Souˇcasn´e losovac´ı zaˇr´ızen´ı
LITERATURA ´ , P.; Plocki, A.; Pravdˇepodobnost a statistika pro zaˇc´ [1] Tlusty ateˇcn´ıky a m´ırnˇe pokroˇcil´e. Prometheus, Praha, 2007 [2] Plocki, A.; Stochastyka I. Wydavnictwo Naukowe WSP, Krakow, 1997 [3] Wichmann, B. A.; Hill I. D.; An efficient and portable number generator. Aplied Statisticks 31(2), 1982, p. 188-90 ´ , J.; Pravdˇepodobnost a statistika. Ostrava: [4] Pavelka, L.; Doleˇ zalova ˇ 1999 VSB, ˇ, V.; Matematika pro gymn´azia: Kombinatorika, pravdˇe[5] Calda, E.; Dupac podobnost a statistika. Prometheus, Praha, 1993 [6] kolektiv autor˚ u; Evropsk´e loterie a hry. Olympia, Praha, 1998 ˇek, J; Dolinova ´ , M.; Kasina, aneb co nev´ıte o nejrychlejˇs´ım hazardu. [7] Tuc Ikar, Praha, 2001 ˇispe ˇvatele ´ Wikipedie; Stˇredn´ı hodnota [online], Wikipedie: Otevˇren´a [8] Pr encyklopedie, c2007, Datum posledn´ı revize 9. 04. 2007, 02:25 UTC, [citov´ano 20. 04. 2007] hhttp://cs.wikipedia.org/w/index.php?title= St%C5%99edn%C3%AD hodnota&oldid=1380132i ˇispe ˇvatele ´ Wikipedie, Binomick´e rozdˇelen´ı [online] , Wikipedie: Otevˇren´a [9] Pr encyklopedie, c2007, Datum posledn´ı revize 7. 04. 2007, 17:33 UTC, [citov´ano 20. 04. 2007] hhttp://cs.wikipedia.org/w/index.php?title= Binomick%C3%A9 rozd%C4%9Blen%C3%AD&oldid=1376716i
62