二項分布は、バイナリ選挙をモデル化できるすべての「合理的な」分布の中で可能な限り最小の分散を持っていますか?


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人が二者択一をする選挙を想像してみてください。彼らはAに投票するか反対に投票します。その結果、人がAに投票するため、Aの結果はます。nmp=m/n

これらの選挙をモデル化する場合、各人が確率で独立してAに投票し、投票の二項分布につながると想定でき。この分布には、平均と分散ます。p

votes for ABinom(n,p).
m=npnp(1p)

他の仮定も可能です。たとえば、確率自体が何らかの分布(ベータなど)からの確率変数であると想定できます。これはA.のための投票のベータ二項分布につながることができますまたは私はのグループでその人の投票と仮定することができの各グループ、人々が同じ選択を行い、それが確率でAである。これにより、分散がより大きい二項分布が得られます。これらすべてのケースで、結果の分布の分散は、最も単純な二項方式の場合よりも大きくなります。pkkp

二項分布の分散が最小であると主張できますか?言い換えると、この主張は、たとえば可能な分布にいくつかの合理的な条件を指定することによって、どういうわけか正確にすることができますか?これらの条件は何でしょうか?

それとも、分散の少ない合理的な分布があるのでしょうか?

私がすることができ、すべての例とき、低分散を想像して人々は、彼らが投票する方法について事前に合意し、そう本当にランダム変数ではなく、一定の数の。その場合、分散はゼロになります。あるいは、ほとんどすべての人が同意したが、同意しなかった人もいるため、周りにわずかな差異がある可能性が。しかし、これは不正行為のように感じます。各人が何らかの意味でランダムに投票する場合など、事前の準備なしで二項よりも小さい分散を持つことができますか?nvotes for Amm



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ポアソン二項分布は、固定平均とnについてすべてのp_iが同じ場合(つまり、二項式に削減される場合)に最大の分散を持ちます。en.m.wikipedia.org/wiki/Poisson_binomial_distribution
seanv507

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@ seanv507ありがとう、はい。私は2015年にこのことに気づきました。whuberの回答の下にある私のコメントを参照してください。しかし、これを回答として投稿したい場合(ポアソンの2項式についての詳細)、私は喜んで投票します。
amoeba 2016

回答:


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いいえ

有権者が結婚したペアで構成されているとします。夫は集まり、自分たちで無作為に選ぶ妻に反対して投票することにします。結果は常に、候補者ごとに票で、分散はゼロです。n=2kk

夫が無作為に投票していないので、あなたは反抗するかもしれません。まあ、彼らはそうです-彼らはたまたま妻のランダムな投票と密接に結びついています。それが気になる場合は、夫ごとに10枚の公正なコインを弾かせて、状況を少し変えてください。10人全員が首長である場合、彼は妻と投票します。そうでなければ彼は彼女に反対票を投じる。すべての投票が予測不可能であっても、選挙結果が小さい(ただしゼロではない)分散であることを確認できます。

問題の核心は、2つの投票ブロック、男性と女性の間の負の共分散にあります。


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ありがとう、@ whuber。低分散を達成する別の方法もあるようです。有権者は、周りに分布する異なる確率でAに投票する必要があります。複合分布は明らかにポアソン二項として知られています。その平均がに固定されている場合、すべての場合、分散は二項の場合に最大になります。確率が等しくない場合、分散は必然的に小さくなります。pippinppi=p
amoeba

2
確かに:分散不足を実現する方法はたくさんあります(後で気づいたように!)。私はこの夫婦の例が十分に明確で、面白く、そして書き留めるに値するほど記憶に残ると思いました。答えになってしまったので、コメントに埋め込むのは適切ではなかったでしょう(それが人生の始まりです)。
whuber
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