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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 81

Скачиваний: 0

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

i*. Но

функции

последовательности gf (t) удовлетворяют ус'-

лсвиям

принципа

° П

выбора Хелли и поэтому из нее можно выде­

лить подпоследовательность, которая бу^ет сходиться к некото­

рой

функции 'g (t) ограниченной вариации на (0,

с о ) .

 

 

Вариации функции

 

на

интервалах

 

(Т, оо )

равно-

 

 

 

 

Т

 

 

°П

 

 

 

 

 

 

мерно

малы при

оо

,

независимо ст 5.

В

 

самом

деле, в

силу условия ( 1.2.6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Var g6(x)

=

V J

|uh(5) e ш

ик. г e

 

|<

 

 

x>T

 

 

JhJ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оk>T

 

 

 

 

 

 

 

 

^

 

|«*(5)

-

wfe-i (5) |e~h(,a

 

|Wfe-i (5) I е~(й-1)в0(e6a—1) <

kb>T

 

 

 

 

 

kb>T

 

 

 

 

 

L g e-no-y)

 

 

 

exp Г — 8(о — у) f —1

<

■{-Lb (e 0

1) ^

 

j _

e-6(o-y)

+

1 _

e-(o-Y)6

 

+

 

e - ( o - V )

T

 

J < е (°-У)т к (a),

 

 

 

 

[1

_ e-e(o-Y)J2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

К (о) не зависит от

S.

 

 

 

 

 

 

 

Отсюда

при достаточно большом Т, независимо от 5,

 

 

 

 

 

Var

g6(х) <

s .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х>Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поэтому

к

последовательности функций

срй

 

(т) можно при-

менить лемму 1. 1, согласно которой

 

Оп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

(т)~ *

Ф (т) =

 

e~ixi ds ( {) ■

 

 

 

 

С

другой стороны, из. (1.2.10) следует

 

 

 

 

 

 

 

lim

(т)

=

ф (т)

= ф ( т ) .

 

 

 

 

 

 

 

П - + о о

"

 

 

 

 

 

 

 

 

Поэтому

g V ) = s ( t )

21


для всех t. Следовательно,

что противоречит нашему допущению.

Итак, g6(t) g (t) при 5 -> 0 . Значит

Щць] e~Vi6lab-v f (t) e~at и

lim и[(/6] = f (t).

 

 

3-»0

Если k 5 —>•t

и для ясности

k5>- t, то

 

k—1

 

=

^[Ц6] 4"

tls)

 

s = m

 

и, согласно условию

( 1.2.6),

 

s=[t/b]

< L o y { k - [ t / Щ} е^6 .

Отсюда

следует, что при kb-*-t

 

 

 

Ч — иЫб] -*■ 0

 

Поэтому

 

 

 

 

 

lim uh(5)

= / ( / ) ,

 

 

 

kb

 

 

что и требовалось доказать.

 

 

З а м е ч а н и е 1.

Мы предполагали, что функция f { t ) =

О

при t =

0.

Однако лемма остается справедливой, если потре -

бовать,

чтобы

 

 

 

 

 

I

«1 (5) -

/ (0) I < L 5

 

при достаточно малом

5, /(0 ) 4=0 .

 

В самом деле, достаточно

применить доказанную лемму

к

последовательности

 

 

 

о* (5) = «* (8) - / ( 0 )

и к функции

МО = / ( 9 - / ( 0 ) , .

22


чтобы убедиться в справедливости теоремы в этом, более об­ щем, случае. Но производящая функция

М * ) =

X М 8)**

= М * ) - - г ^ т -

и поэтому

А

 

 

 

1 “

Л

 

оо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim Ьщ (е~ы)

= f €"s/ /(f) dt

-

I M .

=

8-0

 

.]

 

 

s

 

 

 

0

 

 

 

 

= | < r * \ n t ) - f ( 0 ) ] d t =

j

e-st fAt) d t.

0

 

 

0

 

 

З а м е ч а н и е

2.

В работе

Феллера

[79] леммы 1.2 и 1.3

объединены в одну теорему непрерывности для производящих функций и преобразований Лапласа:

если uk (b)-+f(t)

при

k o - > t ,

( 1.2. 11)

то

 

 

 

lim 5 щ (e-6s) = <р

(s) =

I / (/) e~st d t ,

( 1.2 . 12)

8 - 0

 

.!

 

 

 

0

 

и обратно, из ( 1.2. 12) следует (без дальнейших предположений) ( 1.2.11).

Последнее заключение опровергается тривиально. Рассмот­ рим, например, последовательность

^2т -1 (5)

-д-

11

^2т (5)

д“

I т 1 >00 1

производящая

функция этой последовательности

 

«а (X) =

 

 

+

 

X2

 

 

1

- Х !

3

1 -

X2

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S и&(е~А = 2

 

e~6s

 

43-

 

-26s

=

e~st d t,

 

'5 +

\ - е,-26s

3

1 — е ■26s

 

 

 

 

 

/ ( 0 = 1 -

 

 

 

 

23


Но, очевидно, что uk(b) не имеет предела при kb~+t:

Условие (1.2.6) не выполняется.

§

3.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СТАТИСТИКИ D* (0Х, 92)

Пусть

X I , i =

1, п — вариационный ряд, соответствую^-

щий выборке

Х г,

i =

1, п из Генеральной совокупности X с

функцией распределения

F(х).

Тогда

эмпирическая функция распределения

п

/

Т е о р е м а 1.1.

Пусть

F (х) непрерывная функция,

п

п

 

кие, что 0 < тг <. т2 < п. Если при п->- со

то

 

 

П т Р+

9'?); л) =

Ф+ (6,, 02; X)

где

Яя

y«i(1— bi) Ve2(1— ь2>

 

Я — 2Я0Х Я — 2 Я (1 — 02)

-i

У«1(1- 8!)-

/ 02(1- О 2)

 

---00

— се

24

я =

] /

■е2[ 1 -

-е21))- '

 

га) =

y

^

F

(zj

+

2 * 2, г2■+ г»).,

_

 

 

1

 

(z* -

2 Я 2Х z2 +

z*).

 

 

 

 

 

е (21; z2)

= -fF T ^ F

 

 

 

 

 

 

Функция

Ф+

(0j, 02; X)

может

быть представлена и

таким

образом:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф+( М , ; Х ) - ] ^ - ^ . Ф < " >

^

 

 

в-1__ \ ф (П) /

 

^ ------

/

0i ( i - в о ;

 

\ / в 2( 1 -

02).

 

 

 

п =0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2л2V

(

^

ф (п>|__ф(«)

 

 

 

 

\ / Вг (1 — В2) /

" е

 

Z A п !

 

1^ 01( 1 - 0 0 /

 

 

 

п—О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

Ф(п) (я)

есть

производная п-то порядка

функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф(.» w =

* (

, ) .

y l= =

 

j

“ р {

- -

г

} Лг •

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— со

 

 

 

 

 

 

 

так что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ф (я+ц (X) =

- ^

= ехР {

-

 

)

Я п )

,.

 

 

Нп (х) — полиномы Чебышева — Эрмита.

 

 

 

 

 

 

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Так

как функция

F(x)

непрерыв­

на, то для каждого k,

k =

1, п-?

1 ,

можно найти

точку fA,

удовлетворяющую

уравнению

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(x) =

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

(взяв наименьший из корней, если корни заполняют некоторый отрезок). Следовательно, §А однозначно определяется неравен­ ствами:

F(x + е) > ,

п

F {х — б) <

п

при любом s > 0 .

25


Пусть для некоторого целого р > 0 найдутся точки х, в

которых

Sn ( x ) - F ( x ) > ^ - .

п

Тогда в правой границе Е, мак имального интервала, со­ держащего эти точки, должно иметь место равенство

н если

S n ( 5 ) - - F ( « ) =

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S „ ( g ) = — (г > ц ) ,

 

 

 

т о

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тогда как

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У « - * )

<

- — п

 

 

 

при всяком

> 0 ..

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно, точка

g совпадает с Qr^,

 

 

 

В этой точке эмпирическая

кривая Sn(х), вышедшая за

границу полосы С* ширины

над

функцией

F (х),

вновь

 

 

 

 

п

 

 

 

 

входит в эту полосу. Мы видим,

что всякая точка

«входа» мо­

жет быть лишь одной из точек

Обратно, если в какой-либо

из

точек

выполняется равенство

 

 

 

 

 

F(Zk) +

= $ n ( Z k)i

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

т о

точка

является точкой

«входа»,

и поэтому найдутся

значе­

ния х такие,что

 

 

 

 

 

 

 

 

Sn( x ) - F ( x ) > ± - .

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

Положим теперь X =

У

, где р. — некоторое целое чис-

шо,

и рассмотрим

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26