Файл: Мания, Г. М. Статистическое оценивание распределения вероятностей.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 103
Скачиваний: 0
•где Fh(и)—функция распределения неотрицательно определенной (квадратичной формы.
т
^Ац (0; Я)) vy^ -
*,/=1
от компонент вектора V= (1/ 1. ,., Vm) с распределением N (О, С), где
|
Alj(Q-,H)= \ at(x; |
|
0 )a y(x; |
9) Н(х; 9)dx. |
(5.4.8) |
||
Из этой |
теоремы |
следует |
|
|
|
|
|
Т е о р е м а |
5.7. |
Если |
|
|
|
|
|
5° |
почти всюду |
по х, |
|
at(x\ t) |
непрерывна по t |
в С/0<е и |
|
at(x; 9) |
| ^ G(x; |
9) £L2 |
1 |
при t б Я е>Е, i = l , т ; |
|
||
|
|
/(х;0)
6° распределение случайного вектора Y « (0—0) слабо схо дится к N (О, J'1) при п->-са, где J—информационная мат рица Фишера с элементами
А, е; 1 = |
\а[(х-, Q)al(x; Q )-1 — dx, i, |
/ = 1 , т , (5.4.9) |
/(*; 0). |
длг; 0) |
|
то |
|
|
|
Нш Р {¥ (0 )< и }= < 3 т («). |
(5.4.10) |
П- * со
До к а з а т е л ь с т в о . По теореме 5.9. предельное распре
деление ¥(0) совпадает с распределением квадратичной формы V'JV от вектора V с распределением N(0, У-1). Теперь доказа тельство следует из следствия теоремы 5.2. Предполагается, что матрица J невырождена.
В заключение этого параграфа в качестве примера прило жения теоремы 5.5 рассмотрим плотность Г-распределения] с q
степенями свободы (&= 1) [98]
1 |
tqxq~x е~1Х, |
*>о, |
(5.4.11) |
|
f(x; 0 = Г (q) |
||||
|
х^.0, |
|||
0, |
|
|
Г=(0, с»).
160
Пусть 0 £ Т и случайная величина X распределена с плот
ностью f(x; Q). Поскольку |
Е Х = — , то в качестве |
оценки |
9 по |
||||
|
|
|
9 |
|
|
|
|
данным |
выборки Х (, |
i = |
1, п, из X возьмем |
9 |
= |
-=•, |
где |
X —среднее арифметическое |
выборки. |
|
|
X |
|
||
|
|
|
|
||||
Так |
как DX —— , то |
по центральной предельной теореме |
|||||
|
02 |
|
|
|
|
|
|
распределение случайной |
величины V п |^Х— |
jLj |
слабо |
схо |
дится к N (0., — ]. Отсюда, применяя утверждение а) теоремы
\62 /
5.4 ( т = 1 ,.а = — , ш(ы) = |
— , F „ = X ), |
получим, что распределе- |
|||
V |
6 |
« |
|
/ |
|
ние V п (0—0) |
слабо сходится к |
N ( 0, — . |
|||
|
|
|
|
V |
я2 ) |
Плотность (5.4.11) |
удовлетворяет условию 1° теоремы 5.5. |
||||
Имеем |
|
|
|
|
|
|
/<*/(*; |
*)\* |
_<?г (2<7-1) |
||
|
V |
dt |
)е |
22qT2(q)Q |
Следовательно, |
|
?lixn Р [J( ------------I 1 MИL1 _фФ(0 )< ;ы |
1 = ( } ( ы) |
I 0Г (2q—1) |
J 1V |
Заметим, что предельное распределение - j - Ф(0) не зави
сит от 0.
§ 5. ПРЕДЕЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕГО КВАДРАТИЧЕС КОГО РАСХОЖДЕНИЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ОЦЕНОК ПЛОТНОСТИ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Если независимые оценки 0<!> параметра |
0, |
l,s, пост |
|||||
роенные по независимым выборкам |
Х (/\ |
/ = 1 |
i = l , |
$, |
таковы, |
||
что |
распределение |
каждого |
из |
векторов |
|
. |
, |
7° |
К |
(0(г> — 9 )= |
|||||
= = |
(^in£,•••, Vmnг) |
сходится к N(0, С) при «,•-> со, |
|||||
11. Г. М. Мания |
|
|
|
|
|
15 |
то очевидно, что отсюда |
при условии |
1° *> (теоремы 5.5) выте |
||
кает соотношение |
|
|
|
|
Нш |
Р |
Ф (0<'))<м = Fs*(u), |
(5.5.1) |
|
min п; |
-*■ со |
t=l |
|
|
t |
|
|
|
|
где F (и) —функция расгфеделения из |
(5.4.1), a Fs* (и) |
означает |
||
s-кратную свертку распределения F (и) с самим собой. |
|
|||
В § 1 была |
введена |
статистика |
Ф (0(1), ... , 9(s)), |
получа- |
S
ющаяся из суммы ^ 0 ( 0 ( 0 ) заменой f(x) взвешенной сред
ней / {х) оценок fi (х) = / (х\ 0(9). Наиболее наглядный вид она принимает при s = 2. Нетрудно видеть, что
|
ф (0(1) ,0> )) |
= J h J h _ |
\fl{x)- J 2{x)Y dx. |
|
|
||
|
|
«1+ «2 |
J |
|
|
|
|
В работе [98] было доказано, что |
при условиях теоремы |
5.5 н |
|||||
условии 3° |
Р ( Ф ^ 1), '0<2))< a } = F(u), |
|
|
||||
|
lim |
|
|
||||
|
ОС |
|
|
|
|
|
|
т. е. |
при s = 2 замена |
f(x) |
в сумме Ф (0(1)) + |
Ф (0(2)) |
функцией: |
||
f (х) |
приводит к понижению на 1 „степени свободы“ |
предель |
|||||
ного |
распределения (5.5.1). |
Это |
явление привлекает |
внимание |
|||
аналогией со следующим фактом: |
в то время |
как сумма |
квад |
||||
ратов независимых случайных величин с распределением N(0, 1) |
|||||||
имеет распределение f |
с s |
степенями свободы, то сумма |
квад |
ратов тех же величин, уменьшенных на их среднюю арифмети
ческую, |
имеет |
опять-таки ^-распределение, |
но с |
s—1 степе |
||
нями свободы. |
|
|
|
|
|
|
Упомянутый |
результат о распределении Ф(9(1), |
0(2)) |
сле |
|||
дует из |
теоремы |
5.8 [70, 71], которая утверждает, |
что |
анало |
||
гичный эффект |
понижения степени свободы |
предельного расп |
||||
ределения (5.5.1) |
наблюдается и при s > 2. |
|
|
|
||
Т е о р е м а |
|
5.8. Fcau выполнены условия |
1° (теоремы 5.5) |
|||
и 7°, то |
|
|
|
|
|
|
') |
Обозначения 1°— 6° сохраняются для условий из § 4. |
|
|
162
lim P {Ф(0<1>)...,0(8))<ы} = Я5- 1)*(«), |
(5.5.2) |
min m —■oo
где F(и) определяется в (5.4.1).
Д о к а з а т е л ь с т в о . Для краткости обозначим
5
T i(x)=li, 7 ( х ) = Т f(x) = f, ^ Щ= п.
г=1
Тогда
S S
|
i = |
1 |
|
|
»= 1 |
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
я |
|
|
|
|
|
|
2 |
M 7 - f ) 2- |
- |
2 |
м 7 - / ) |
|
|||
|
|
» = |
i |
|
|
|
|
|
|
|
Итак, обозначив |
tb |
|
|
|
|
|
|
|
||
ос)=— , имеем |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
s |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
м 7 - / ) г= |
|
|
|
2 |
|
“ ^ М Ь - Я |
|||
i= a |
|
|
|
i |
|
|
L‘ = |
i |
|
I |
Пусть |
|
|
U(x) = (U1(x),...r |
U,(*)) |
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||||
—вектор с |
компонентами |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
U,(x)=У~п7 [/ (х\"в ^ )- |
f (х; 0')], |
i= 1, s . |
|
|||||
В этих |
терминах |
(если |
| X |означает норму |
вектора |
X ) |
|||||
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
M 7 ( * W |
W ) 2= |
l f W |
|
\ |
] |
ctff/Д х) |
|
|
|
( = |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Существует |
ортогональная матрица, |
зависящая от |
ns |
|||||||
|
|
|
В=\\ЪЦ\Г t, / = 1 ~ „ |
|
|
|
163
для которой
^ i = ai. i = l , s .
Поскольку при ортогональном преобразовании длина вектора не меняется, то
S
|
s |
|
|
|
~]2 |
s — 1 |
Г |
s |
|
|
|
2 |
|
«</,<*> |
= 2 |
|
|
' ^ i b4 Ui ^ |
|||
|
t = |
1 |
|
|
t = |
i |
L/ = i |
|
||
Согласно (5.4.3), |
с |
вероятностью |
s |
|
P {0^ £ £/0>g}, стремящейся |
|||||
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
i= l |
|
|
||
по условию |
7° к |
1 |
при m in ^ -^ o o , |
верно соотношение |
||||||
|
|
|
|
s— 1 |
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
w |
* |
» |
- |
|
|
|
|
|
|
i= l |
/ = 1 |
|
|
|
|
|
|
s—1 |
|
s |
|
m |
|
|
|
|
|
= |
2 |
|
2 |
'A ' 2 |
м * |
0<*' ^ |
и1"< |
|||
|
*= i |
|
/ = |
i |
1=1 |
|
|
|
|
|
Учитывая, что |
|
|
|
m |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dx= |
|
|
|
/= i |
|
/ = |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
s |
|
|
|
|
|
|
2 |
a<(*; e ) 2 |
|
ьч щ |
dx= |
|||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
1= 1 |
|
/ = |
1 |
|
m
=^ ЛМ(0)2<^>=Л(^>; 9),
P,4=l
s
где ■Z C O - V Ьц V(J]', i = 1, s, из условия 1° теоремы 5.5
/ = 1
164