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新式フル禁に必要なマテリア数の確率密度分布を調べてみた

Öffentlich
この手の話題はn番煎じですが、この記事では
n個マテリアを用意したときに新式フル禁が終わる確率
ではなく、
新式フル禁を終わらせるのに必要なマテリア数の確率密度分布
に焦点を当てていきます(結局同じ話ですが)。

確率密度分布を求める際、pythonのrandom関数を用いて1穴ずつ禁断の成功判定を行い、すべてのマテリア穴をはめ終わるまでに消費したエクス/メガの個数を記録しています。確定枠は成功率100%に設定して消費数にカウントしています。
↓詳細な条件
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試行回数 : 10,000,000回
装備構成 : 全て新式装備(極武器、Nレイド防具・アクセは一切なし)
確定穴 : カウントあり

その他備考 :
random関数を用いた数値計算なので、解析的に求めた結果とは若干の誤差があるはず。

まずは結果から (Materia VIIIはエクス、Materia VIIはメガ)


おおよそこちらの記事の結果に沿う形にはなっているかと思います。
75 percentile と 99 percentile をグラフに示していますが、これは「この線より左側が全体のn%ですよ」と考えてください。percentileの凡例に数字を書いていますが、これはそのpercentileが示すマテリアの個数です。

つまりこのグラフは、「エクス140個、メガ609個だけあればそれぞれの禁断が99%で終わる」ことを示しています。この結果はおおよそ↑の記事と同じです (確定穴を含めているので注意) 。

■おまけ
今回、この確率密度分布を調べたきっかけは主に
 ・必要なマテリア数の目安を直観的に設定したかった
 ・新式フル禁を終わらせた集団内でのマテリア消費量の分布が気になった

です。

実際「これだけ用意すれば〇%の確率で禁断が終わりますよ」とか言われてもピンとこないし、禁断成功確率とマテリア必要数の関数だけでは新式フル禁の実態が見えてこないような気がしました。
このグラフはフル禁成功確率を「面積」で表現するものなので視覚的にも分かりやすく、人によっては数字で見るより分かりやすいかもしれません。

99 percentile の位置と手持ちのエクスメガの個数を照らし合わせてニッコリするもよし、手持ち分だと意外と安全圏じゃないのを視覚的に認識して焦るもよし、是非有効に活用して頂けたらと思います。
Kommentare (2)

H'korolon Raha

Fenrir [Gaia]

はじめまして、"こちらの記事"を書いた人なのですね。
パーセンタイル値が微妙にズレてるのは、パーセンタイル値の定義の仕方がありそうなのですね。あの記事だと各累積確率に最も近い個数を書いてるのです。
この記事だと乱数使って近似的に求めてるのですが、scipy.statsのnbinomっていう関数を使うと解析解が求まるので比較してみると面白いかもなのです。
エクスの方は
x = range(0, 1000)
y = nbinom.pmf(x, 12, 0.17)
あたりで計算できるのです。
(nbinom.pmfは失敗した回数を渡すようになってるので、確定穴含めた必要個数は30ずらした値)
メガの方はnympyのconvolveも使って
x = range(0, 1000)
y1 = nbinom.pmf(x, 12, 0.10)
y2 = nbinom.pmf(x, 12, 0.07)
y3 = nbinom.pmf(x, 6, 0.05)
y = convolve(convolve(y1, y2) ,y3)[0:1000]
で計算できるのです。(これも失敗した回数を渡すので30ずれる)

Aoi Thrima

Tiamat [Gaia]

コメントありがとうございます!
パーセンタイルはちょっと手を抜いてwhile文でn%を上回るまで総和を取る形で求めていますので、基本的に高めに出るようになっていると思います。
nbinomやconvolveは初めて知りました(python便利ですね)。また時間がある時にでも解析解と近似解を比較してみます。
p.s.
返信書きながら負の二項分布について調べてたら確率質量関数(離散確率では確率密度と言わないんですね…)がバッチリwikipediaに書いてありました…「負の二項分布」というキーワードに辿り着いてなかったばかりに面倒くさいことをしていたようで…(´・ω・`)
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