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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

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