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書記が数学やるだけ#380 ポリアの壺

今回はポリアの壺について,大学入試レベルから更に一般化をしてみる。


問題

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説明

実際に図示してみる。

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解答

n=3くらいは実際に試して計算してみる。

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一般のnについて考えるには,nとn-1を比較して確率漸化式を立てる。


すると,赤玉がk個出てくる確率は一様分布に従うことがわかった。


以下のように直接計算することでも求められる。以後の一般化では,むしろこちらの解法の方がやりやすいのでこちらを採用する。


ここで,二項分布に関する等式を示しておく。


では,最初に入っている球の数を一般化する。(2)により式変形をすることで,ベータ分布を含む形に帰着できる。



最後に,追加する玉も一般化する。


このような壺問題は,確率過程を考える上で良いモデルとなりうる。


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