Файл: Мания, Г. М. Статистическое оценивание распределения вероятностей.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 99

Скачиваний: 0

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

 

«1 (*;

в0) =

 

дп

 

=

хп (х |0,1) ,,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/0 О.

 

 

 

 

 

аи (х » ®о) —

д2п

 

= (л:2 — 1)п(х |О,Л) ;•

 

1 W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й2 (х

; 0О) —

 

дп

 

 

п (х \О, 1)

 

 

 

д t2

1и0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а22 (х ;

0О) —

'' д2п

/ е 0

xv — 6 х 2 +

3

п (х |0,1)

 

 

 

 

 

dt\

4

 

 

 

 

Применим теперь формулу (5.2.2)

 

 

 

Е п (х |0,

1) = п (х |0,

1) +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х 2 —

1

 

1

 

2 1

+

Л(*|0,

1

) у

------------

+ ± ( х * - 6 х 2 +

3 ) ±

+ 0 - Т »

 

 

 

 

 

п

 

 

4

 

п

 

=

п(х I О,

1)

| 1

+

- - L -

(х* - 4 л:2 + 1)) +

о

1

12

Д ля дисперсии из (5.2.3)

следует

 

 

 

D п (х |0, 1) = п2

(х2 -

(х |О, 1)

1

1) (л:4 + l) + 0 ‘ ( _ L r|

- /г (л: |О,

2п

Спомощью формул приведения

чается

Т е о р е м а 6.1.

1)*’ 2.

+ ® К г =

(6Л.З) и (6; 1.4) полу-

Е п (х\а, с) =

= п(х\а,с)\ 1 +

1 (х — a f

— а)2’

+ 0

1 '

п

;

4 V-------- - 4 - 1 .

(6.1.5)-

4

 

е

 

 

D п (х[а, с) =

 

 

 

 

 

2 ^ « 2 ( * К К

(х - аУ

 

О

 

(6. 1. 6)/

 

 

 

174


Заметим, что, как отмечалось в § 5 гл. V, константы,, участвующие в О, зависят от х.

Приступим к изучению предельного распределения с. к. ш

п(х \а, с)

Ф ( а , с )

= п \ [ п ( х |а, с)

п { х \а,, с) ]2d x .

(6.1.7)<

Из (6.1.1)

и (6.1.2) ясно, что

 

 

 

00

 

 

Ф (а , с)

(х—а

0О. Ч —п х—а о, г

2

d x =

 

к 7 Т

 

 

 

1

 

(6 . 1.8)

 

Ф («0т Со) ■

 

В силу (6.1.8) мы вправе свести задачу к случаю' стан­ дартной нормальной плотности. Вычисление интеграла (6.1.7) &

этом случае приводит к формуле

п (1 +

У V0 , Г

2

 

2( 1+с 0)

J

Ф ( 0 О. с0) =

V

1 г

С„ еХР

V * \

 

 

 

 

(6.1.9>

Используя (6.1.8)

и соотношения а0 =

•а —а-

,. с0 =

,.

 

 

 

у С

 

 

из (6.1.9) можно вычислить и Ф ( а , е) .

Так как а0 имеет распределение N ^0, — j , то У п ай,

подчиняется стандартному нормальному распределению. Что ка­

сается

случайной

величины

Y п (с 0 —

1),

то из свойств рас­

пределения х 2 следует, что ее

распределение сходится к

N(0,2).

Стметим

еще раз,,

что

а0 и

с0

независимы.

Обозначим

 

 

 

 

 

w(uu ы2) =

2(1 +

175.


'Тогда

Ф ( а 0, си) = п х '( а0, с0) .

,

В точке 0О= (Q, 1) функция w(ulf м2) обращается в нуль вместе с её частными производными первого порядка. Частные производные w второго порядка непрерывны в окрестности 0О, принимая в 0О следующие значения:

 

/ д2 w \

1

1

 

 

 

 

\ ди\ )в0

 

2V л

 

 

 

 

/ д2 w \

_

3

 

 

1

.

 

 

16 K

V

 

 

 

( - £ ± Л

 

= о " Г

 

 

Применяя теперь утверждение б) теоремы 5,4, мы придем

ж заключению,

что распределение

Ф (а^,

с^) =

nw (а , с ) с х о ­

дится к распределению квадратичной формы

 

 

1

 

 

 

 

 

 

4]/"п

 

 

 

 

 

■от независимых

случайных величин

£ и

,

распределенных

N (0, 1) и соответственно N (0, 2). Случайная величина т/= —^ ■

имеет распределение /V (0, 1). В терминах ; и ■/]

lim Р {Ф( а0 , с0) < « } _ р f

1

f ■ з у]2

< и

1Х-*оо

I

 

 

 

Обозначим

 

 

 

 

<“ > " р { т у т ( “ + Т ” *) •= “ } ■

 

Имеем

 

 

 

 

Fi ( « ) =

Т т Г jj ехр { “

 

d xd y '

(6Л Л 0)

•4jc2

3 < 16 V ~ u

 

 

 

Перейдем к полярным координатам

*

х = г sin « ,

у — тcos y .

176


Тогда (6Л.Ю ) примет вид

2тс

8 У к и

3 + sin2 ср

0

п/2

 

 

2

 

 

 

8 У tz и \

 

(6 . 1. 11)

 

 

 

 

 

\

3

sin2 ср /

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

т / j

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, мы получили, что [27, 28, 30]

 

 

lim

Р { Ф

, c j

<

и } =

(и) .

 

(6. 1.12)

 

Из (6.1.8) и (6.1.12) следует

 

 

 

 

Т е о р е м а

6.2.

Предельное распределение

с, к. п. пара­

метрической

оценки

плотности

п(х\ а, с) задается

соотно­

шением

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

Р { Y

п Ф ( а ,

с) < и } = Fx (и),

 

 

 

п— <*>

 

 

 

 

 

 

 

где

F^u)

определяется из (6.1.11).

 

 

 

Перейдем к изучению с. к.

р. Пусть Х (Ъ>, а = 1,

щ , i =

=

1, s — независимые

выборки из генеральной совокупности X .

 

По каждой выборке

построим опенки

 

 

 

 

 

 

 

щ

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[п -

1

 

 

 

 

параметров

а и с и соответствующую параметрическую оценку

 

 

И(1) (х |а, с) =

п (х 1

)

 

 

 

*) Функция

Fi(u)

табулирована. См. таблицу 4

в приложении.

12. Г. М.

Мания

 

 

 

 

177


плотности п (х |а, с ) . С. к. р. полученных оценок имеет вид

 

 

7™

 

 

7 s)) =

 

 

 

 

S

 

00

 

 

 

 

 

 

 

 

=

П( J

[п(х |а(1), c(i>)

п (х) ]2 =

 

 

£= I

-- 00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

5

 

 

 

 

 

 

 

1

(

i

щ

 

 

 

 

 

V

 

1 2 и (сФ)1/2

 

 

 

_

V T - у

 

 

n i Uj

 

К - Д / ) 2

11

 

П

JmJ

(7<5; +

^Г/))1/2

2 ( с(') + cfft)

J J ’

где

 

i'./= 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п =

 

 

 

 

 

 

« г n(‘>(х |а, с ) .

 

 

Из теорем 5.8 и 6.2 следует

 

 

 

 

Т е о р е м а

6.3

[44].

Предельное распределение

G<p(и)

с. к. р. s параметрических

оценок

плотности

п(х \а, с)

зада-

ется соотношением

 

 

 

 

 

 

G<? (и) = Иш

V { V

г'Ф (с(1),

с*1»

.., .^ s>, > > ) <

и) = Л *-1»* (и) ,

 

ГШП П / --

 

 

 

 

 

(6.1..13)

 

i

 

 

 

 

 

 

 

где

Рг(и) определяется’ из (6.1.11)..

 

 

 

В частностиг [35]

 

 

ОО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G(*>(u)

=

Иш

 

Р ( — lHJ -.

Г [л(х| Л 1* ,^ 1» ) -

 

 

 

 

« 1, n2-*co [ п-у + п2 J

 

 

 

п (х ); а^У,

е<2> ) ]2 dx <

и |

— Fx (и) ..

 

 

Очевидно, что в (6.1.13) замена с ее состоятельной оцен­ кой не может повлиять на предельное распределение. В качест­ ве такой оценки можно брать любую из оценок с(<> , или,, например, их линейную комбинацию

1 7 8