Файл: Мания, Г. М. Статистическое оценивание распределения вероятностей.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 82
Скачиваний: 0
мальным |
распределением. Теперь, |
обозначая V ~ ( V i v |
Vkk) |
из (6.2.6) |
получим, что квадратичная |
форма (6.4.7) равна |
|
к
- I ( ? S 4 |
+ |
2 V Vf,) . |
|
|
|
(6.4.8). |
||
V |
|
ui= i |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
i<i |
|
|
|
|
|
|
Применяя (6.4.7), (6.2.8) |
в |
теорему |
5.2, обнаружим, |
что |
|
|||
|
|
/г=1. |
|
|
|
|
|
|
V s 4 = 2 |
« -Ь (* Н -2 )а . |
|
|
(б -4-9) |
||||
|
|
г— 1 |
|
|
|
|
|
|
где вектор ^= (? i,.... ^ ) |
получается |
ортогональным |
преобразо |
|||||
ванием из У] и тем самым, |
как и ч], имеет |
стандартное |
^-мер |
|||||
ное нормальное распределение. |
|
|
|
|
|
|
||
Согласно (6.4.5), (6.4.6), (6.4.8), (6Д.9), |
предельное |
при |
||||||
я-»-со распределение Ф(а0, |
С0) совпадает с |
распределением ква |
||||||
дратичной формы |
|
k. |
k—l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
, |
,? i+ |
|
| + ( * + 2 ) a |
|||
г = 1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
01=1. |
1=1. |
|
|
(6.4.10) |
|||
|
|
i< i |
|
|
|
|
||
от независимых случайных величин |
|
ч]12, .... Ък^-чУк-пк’ |
||||||
К,г,...Лк с распределением |
N(0, 1); |
(6.4.10) |
представляет |
собой |
||||
линейную комбинацию трех |
независимых |
случайных |
величин, |
|||||
имеющих распределение у? |
с к, (к -\ )(к + 2) |
и 1 |
степенями |
свободы, соответственно. Обозначим
/7?(w) = P {2 fe+3'Tc'i/2Z"<w ).
Для вычисления F°k(u) применим теорему Гурланда '(§ 3 |
гл. |
V). |
||||
В нашем случае |
Хх = |
••• =1Ь= 4 ,. |
Xft.+1—-•••= Х ъ(к+2) |
= 2 , |
||
X fe{A.+3j = & +2. Удобно |
положить X=&-f-2. |
2 |
|
1 |
||
Как показывают вы- |
||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
числения, |
|
|
|
|
|
|
kl~r(k -2 y |
/•—I |
т - 1 |
Г (^ 1 )(й '+ 2 ) |
|
|
|
г! ( t - r ) f |
П (* + 2/) |
п |
2 |
4- |
2/ . |
|
|
|
1=0; |
/ь=0у |
|
|
|
206
где Gf(x) означает функцию распределения с / степенями свободы..
Обозначим |
|
|
|
Р {Z<u} = Fh(u) = Fl(2h+s гМ* и). |
(6.4.12) |
||
Fh(u) является предельным распределением для Ф(а0, |
С0) |
||
|
lim |
Р |Ф(а0, C0)< u } = Fk{u). |
|
Теперь из (6.4.1) следует |
|
||
Т е о р е м а |
6.7. |
Предельное распределение с. к. п.. парамет |
|
рической оценки |
п(х \а, С) плотности п(х |а,. С) многомерного |
||
нормального распределения задается соотношением |
|
||
lim |
Р \Y\C\ Ф(а, C)Cu} = Fk(u), |
|
где Fh(u) определяется из соотношений (6.4.11) и (6.4.12)*>.
§ 5. СРЕДНЯЯ КВАДРАТИЧЕСКАЯ ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ПОГРЕШ НОСТЬ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ПЛОТНОСТИ МНОГОМЕР НОГО НОРМАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Оценки а и С (§ 3) для параметров а и С нормального ра спределения удовлетворяют условиям теоремы 5.7; свойства ре
гулярности п(х |г, 5) |
относительно г и s также |
достаточны |
для |
этой теоремы. Стало быть, из нее автоматически следует |
|
||
Т е о р е м а 6.8. |
Предельным распределением |
с. к. о. п. |
па |
раметрической оценки п(х\а, С) плотности многомерного нор мального распределения
У(а, С)— п |
[п(х\а, С)—п (х|а, С )]2 Av |
|
п(х |а, С) |
||
|
*) В приложении даны таблицы для F k(u) при >&s=li,3. (табл. 4—6).
207
является распределение |
х 2 -с /г(& + 3) |
степенями свободы. |
|||
Вычислим W(a, С). Имеем |
|
|
|
||
1+ |
С)= Г |
Q dx= Г п * М Ь'> С><к= |
|||
п |
|
п(х\а, |
С) |
п(х|0, |
С) |
(С)1/3 |
| —(х—Ь)' С~г(х—Ь )+ Х - |
- — \ dx, |
|||
|
ехр |
||||
(2тт:)А/2|С [ |
|
|
|
|
|
где Ь= а—а. |
|
|
|
|
|
Преобразуем |
выражение |
в показателе |
степени |
|
—(х—Ьу С~‘1(х—Ь )+ ~ х' С-1 х = —х' С-1 х + Ь ' С~гх + х гС-1 b
_ х'С~Ч = {*' [2С-1— С"1] х-
2
— 4 (С-1 b)' х}—Ь'С~1Ь.
Пусть Л-^симметричная, положительно определенная матри ца и 5—некоторый вектор. Найдем такие векторы e n d , чтобы
х'Ах + b'x = {x-\-c)'A (x+c)+d.
Полагая х = 0 |
и х ——с, |
получим два условия d——c'Ac, |
||||
d— c'Ac—b'c, откуда |
с = — |
А~ХЬ и |
<i= — - L b'A~lb. Теперь яс- |
|||
но, |
что |
|
2 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
j |
ехр |
{ - Т |
<х ' Л)£+ 6'*>} |
,ix “ |
|
|
|
/ 1 |
1 |
|
|
|
= |ЛГ^2 е х р ( — |
&'Л_16 |
- 1Д!1/2 X |
|||
|
|
|
И V 8 |
) |
(2тс)ь/3 |
|
X |
I ехр |— ~ |
(х-\-с)'А(х+с)\ dx=\А |_1/2 ехр |
< 1 |
|||
|—-&,Л*1&| |
В нашем случае, если матрица 2С~Х—С~х положительно определена, что эквивалентно положительной определенности
матрицы 2/ — С С-1, т. е. условию
* * а , |
(6.5.1) |
то
208
n\x\b, |
C) Av_ |
|
n(x |О, |
C) |
|
|CI1/2 |
|
1]'b} = |
exp (P [C'-12(2C~1— C -1)-1C '1- C |
||
|C 112C-1— С -г I1/2 |
|
|
= |CC~X(2 /- С С " 1) Г1'2 exp { (a -a y e -1[2 ( 2 /- C C - 1)"1- / ] |
(a -a )}. |
Итак, при условии (6.5.1)
Ща, C)=n { \CC~1(2I-C C -1)\-1l2 exp [ (a -a)' C'1(2 (21-
-CC-1)-1 —/) (cT—a) ] — 1}.
Вчастности, для одномерного нормального распределения уело вие (6.5.1) принимает вид
с<< 2с
истатистика
-1/2 (а—а)2
-1ехр
|
|
2с — с |
в пределе при п-> со имеет |
распределение |
у2 с двумя степени |
ми свободы. |
|
|
Kn(x|a, С) применима |
также теорема |
5.10. |
§ 6. ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПЛОТНОСТИ ЛОГНОРМАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Обозначим Rk+ ту часть пространства Rk, где все компо ненты векторов положительны и если х £ Rk+, то пусть In х означает вектор, компоненты которого—логарифмы от компонент вектора х
In х —(In xl5..., In xh).
По определению, случайный вектор X £ Rh+ имеет логнор мальное распределение с параметрами а и С, если векторЛп X имеет нормальное распределение с теми же параметрами. Следо вательно, плотность распределения вектора X имеет вид
k |
Ха1«(In х\а, |
су х е Rh+, |
] f |
||
In (х\ а, С)= |
|
(6.6. 1) |
о, |
х е Rk+. |
|
14. Г. М. Мания |
209 |