連続してボールを選択してマークすることにより、ボールの数を推定する


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バッグにN個のボールがあるとします。最初のドローで、ボールにマークを付けてバッグに戻します。2回目の抽選で、マークされたボールを手に取ったら、バッグに戻します。ただし、マークの付いていないボールを拾った場合は、マークを付けてバッグに戻します。私はこれを何度も引き続けます。ドローの数とマークされた/マークされていないドローの履歴が与えられた場合、バッグ内の予想ボール数はいくつですか?


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関連している可能性があります:個体数を推定するために、捕獲-再捕獲法を見ましたか?en.wikipedia.org/wiki/Mark_and_recapture
— a.arfe 2014年

「期待数」は、確率分布がないため、通常の技術的な意味での期待値では理解できません。推定量を求めているようです。NNN
— whuber

回答:


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ここにアイデアがあります。ましょう可能な値となる自然数の有限の部分集合である。事前分布がある。非ランダムな正の整数修正します。してみましょう我々がボールマークした回数表すランダム変数である袋から描画を。目標は、を見つけることです。これはと以前の関数になります。 N I M k M E (N | k )M 、kINIMkME(N|k)M,k

ベイズのルールにより、

P(N=j|k)=P(k|N=j)P(N=j)P(k)=P(k|N=j)P(N=j)∑r∈IP(k|N=r)P(N=r)

コンピュー、クーポンコレクタ問題に変異体が知られている計算です。は、クーポンが合計場合に、ドローで異なるクーポンを観察する確率です。の議論についてはここを参照してくださいP (k | N = j )k M jP(k|N=j)P(k|N=j)kMj

P(k|N=j)=(jk)k!S(M,k)jM

ここで、は第2種のスターリング数を示します。次に計算できますS

E(N|k)=∑j∈IjP(N=j|k)

以下は、さまざまなおよび計算です。いずれの場合も、事前にユニフォームを使用しますkM[k,10k]

MkE(N)1057.991555.60151023.69301520.00302039.53
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