Файл: Мания, Г. М. Статистическое оценивание распределения вероятностей.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 121
Скачиваний: 0
Покажем, что нормированные статистики, соответствующие (3.2.1), (3.2.4), (3.2.5), распределены асимптотически нормально в смысле сильной сходимости соответствующих функций расп ределения и найдем оценку нормальных приближений.
Как и ранее, будем предполагать, что 0<j cx<j — < с 2; од-
|
|
т |
нако для упрощения записи положим просто п= т. |
||
Распределение сумм |
|
|
т |
т |
т |
/ = 1 |
/=1 |
/= i |
где llmj, |
l*mj, I3nj, / = l,m ,—последовательности независимых оди |
|
наково распределенных величин, |
причем Zj^, Z^, Z^t представ |
|
ляют собой индикаторы событий |
S, Slt S2 соответственно, зада |
ется посредством (3.2.1), (3.2.4),(3.2.5). Соответствующие функ
ции распределения обозначим F}„(x), |
Ffn(x), F3m(x) |
и пусть |
Щ) — |
|||
распределение |
случайной величины |
£, |
а яд=]Х Dig. |
|
||
В силу независимости испытаний |
Х 1,..., Х п от |
Ym |
||||
(т. е. в силу |
того, что 11т и Z зависят от К ^ ..., |
Ym лишь |
пос |
|||
редством S), условные распределения примут вид |
|
|
||||
|
F'mixW^ Y2...... |
y |
j = F M *lS ), |
|
|
|
|
F2m(x\Yv Y2,..., |
Ym)= F*m(x\S). |
|
|
||
Т е о р е м а 3.5. При — - > 0 |
и Z ->oo распределения |
|
||||
|
m |
|
|
|
|
|
сильно сходятся к N (0, 1), причем для метрики сильной схо димости имеют место оценки
sup \Flm(xa Z^+E/jj,)—Ф (х)|^ сг( т , |
Z)-~ |
|
cF) Z-1/, |
i = 1 3. |
(3.2.6) |
Д о к а з а т е л ь с т в о . |
Докажем сначала утверждение, со |
ответствующее Z = 3.
118
Применяя теорему нормального приближения для сумм не зависимых слагаемых [15], будем иметь
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
sup |
|/* |
( х < + Е /» ,) - Ф ( х ) | < |
_ А _ V |
|
Е ] / ^ - Е Рт,\*. |
(3.2.7) |
||||||
x~Rl |
|
|
|
|
|
z%i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/= 1 |
|
|
|
|
|
Для Е |l^j—El3mj |3 получим |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
3 |
|
— |
|
|
|
E\l3ml-EPmir = [ l ^ f ( z 0) |
|
/ Ы |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
m-f- 1 |
|
|
m-f- 1 |
|
|
+ /С о) |
1 —/( г 0) |
l |
|
|
|
|
/ |
/ /2 |
|
|||
m -f |
1 |
/(г« ) - 4 т + 0 Л |
|
|||||||||
|
|
m + 1; |
|
|
|
|
m-f- 1 |
Vm2 |
||||
Непосредственно имеем также |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Eft, |
,m |
lf(z0)= f(z0)l + O (-L |
|
|
||||||
|
|
, , |
|
|
||||||||
|
|
m-f- 1 |
|
|
|
|
|
\m |
|
|
||
|
|
o2l3m= tnf(z0) |
l |
|
|
|
/ |
|
|
|
||
|
|
m-f- 1 |
l - / ( z e) m-f- 1 / |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
— f ( zo) ^ 1 + 0 |
( “ |
] ] |
• |
|
|
(3-2.8) |
||||
Остается подставить эти приближения в (3.2.7). |
|
|||||||||||
Для |
доказательства |
|
(3.2.6) |
при |
i — 2 |
применим оценку |
||||||
нормального приближения для |
подынтегрального выражения в |
|||||||||||
правой |
части неравенства |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
sup |
[ Р ^ ( х а /^ + Е 4 ) - Ф ( х ) К |
|
|
|
||||||
|
|
x^R1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
< Е & |
sup |
]F|,(xa/^4-E/|t1 5 )-0 (x )| . |
|
|||||||
|
|
x^R1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Мы иногда опускаем индексы при операторе |
усреднения, |
нап |
||||||||||
ример, |
Е l*m= Е%Е& {12т15) ). |
|
|
|
|
|
|
|
||||
В силу условной независимости l2mj при условии S |
|
|||||||||||
|
|
sup |
\Ргт(ха1гт+ El*,)—Ф (х)|< |
|
|
|||||||
|
|
jc^R1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
< E S i 3 ( F T s ) 2 j E||!" ' _E<" ,|,|S|' |
|
|
<3’2'9) |
119
Имеем
|
EPm=E%Eb(Pm\S) = E&mf(z0)Q(S)==f(z0)t+O |
l |
|
|||||||
|
m |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
°2 (Pm15) = mf (z0) Q(5)( 1 - |
f (z0) Q(5)) = |
|
|
|||||
|
|
|
= mf (z0) Q (S) (1 + |
0(Q (S)))r |
|
|
|
|||
|
E {( Pm,-EPm]\31S) = f(z0) Q (S)+0(Q2(S)). |
|
(3.2.10) |
|||||||
|
Применяя |
эти приближения к |
правой |
части |
(3.2.9), |
по |
||||
лучим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c0EQ[mf(z0)Q(S)}-V*[\+O(Q(S))}: ■-cin l-ч, |
i + o |
[ L |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
Опираясь на получающиеся из (3.2.3) соотношения |
|
||||||||
|
Е lm=E% Е%(Pm\S)= E&m[f (г0) Q(S)+c(г0) Q3(5)] = |
|
||||||||
|
|
= /( г 0) ^ 1+ c (2o)~^- j |
+ ° |
|
|
|
|
|
||
|
o2(l1m\S)= m[f (z0) Q(S)+e(z0) Q3(5)] [1 - |
/ (z0) Q(S)- |
|
|||||||
|
- |
c(z0) Q3 (S)] = mf (z0) Q (S){ 1 + 0 (Q (S))], |
|
|
||||||
|
E { |Pm,-EPmJ|31 S }= /(z0) Q(5) + 0 (Q 2 (S)), |
|
(3.2.11) |
|||||||
доказательство теоремы для оставшегося случая |
ь= 1 проводит |
|||||||||
ся |
аналогично. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из (3.2.8), |
(3.2.10), (3.2.11), используя |
равномерную |
схо |
||||||
димость в (3.2.6), а также тот факт, |
что |
|
|
|
|
|
||||
|
х а ^ + Е / ^ х К / ^ о Й Ь + О Ш | + / ( 2о) /+ |
|
||||||||
|
|
|
+ с(г0) 4 - + О ( L |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
т“ |
|
т |
|
|
|
|
|
|
^ “(“ Е 11т= |
f(zо) I ( 1* + О |
I '' |
I I + |
/ (z0) I + |
О |
I '' |
|
||
|
— |
т |
|
|||||||
|
|
|
V |
\т , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L=2y 3, |
|
|
|
|
|
|
|
в |
качестве оценок для |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
sup |
Frn[xVf (г0)1+ / ( z |
о ) 1+ |
|
Р |
|
|
|
|
|
|
с ( z „ ) |
— г |
- |
ф |
( * ) |
|
||||
|
x^R1 |
|
|
|
|
771 |
|
|
|
|
120
sup |Рт1 (хУ Н г0)1+1\г^1)\~Ф{х)!,. t—2,. 3,. x^R1
получим, соответственно, выражения
с{ (т,. /) + sup Ф |
* 1 1:+ ° |
1 - П + |
|
x^Ri |
|||
|
|
||
+ о ( A ) i-v2 |
Ф(*> ,. |
t— 1,3, |
|
т |
|
|
Второе слагаемое не больше суммы двух слагаемых
sup |
.Ф |
х- { 1 + 0 ( - - ) ) ] — Ф(х)| |
|
x£Rl |
|
rrv |
|
sup I Ф |
х \L+ 0 ' i J - ) ) + |
0 (Л\1~Щ. |
|
x£'Rl \ |
|
т > + |
0: |
|
Ф |
х 1+0; |
I |
|
|
т
Последнее максимально,, если х выбрано так, чтобы
+ |
"(1+9t v |
(ввиду симметрии распределения Ф(х)), причем максимум имеет порядок
ф ( Г Г | _ ф Ь У ~ г \ |
- У ~ |
|
т ) |
\ т ] |
т |
Поскольку Ф ( х ( 1+ а ) ) —Ф(^) имеет две стационарные точки.
*™ = ± ^ 2X2 a + d )= - X+0{a)"
то максимум величины |
|
|
|
|
ф |
Vт:)) \ |
- Ф ( х ) |
j |
L V |
|
|
имеет порядок не выше |
|
|
|
Ф {— )•■ |
Ф { ----- - |
nv |
|
|
т |
т . |
121