Дискретные распределения
[30/0%]В Примере 3.1 покажите, что .
Дисперсия в Примере 3.1 равна .
Если имеет распределение , найдите несмещённую оценку величины с помощью Метода 1, то есть используя (1.10).
Используя метод, приводящий к (3.2), найдите UMVU-оценку вероятности .
Покажите, что при фиксированном и переменном величины являются вероятностями гипергеометрического распределения.
Если имеет распределение (3.3), используйте Метод 1 из Раздела 2.1,
чтобы показать, что UMVU-оценка равна
и, следовательно, в частности, что UMVU-оценки и равны соответственно и ;
чтобы найти UMVU-оценку ;
чтобы показать, как вычислить UMVU-оценку величины .
Рассмотрим схему, в которой биномиальное выборочное наблюдение продолжается до тех пор, пока не будет получено по меньшей мере успехов и неудач. Покажите, как вычислить разумную оценку .
Если биномиальное выборочное наблюдение продолжается до тех пор, пока не будет получено успехов, пусть ( ) — число неудач между -м и -м успехом.
Величины независимы и одинаково распределены согласно геометрическому распределению .
Статистика достаточна для и имеет распределение (3.3).
Предположим, что биномиальное выборочное наблюдение продолжается до тех пор, пока число успехов не сравняется с числом неудач.
Это правило замкнуто, если , но не в противном случае.
Если и обозначает требуемое число испытаний, то .
Проверьте формулу (3.7) с соответствующим определением
для оценивания и
для оценивания .
Рассмотрим последовательное биномиальное выборочное наблюдение с точками остановки и , .
Покажите, что этот план замкнут и прост.
Покажите, что не полна, найдя нетривиальную несмещённую оценку нуля.
В Примере 3.4(ii)
покажите, что план замкнут, но не прост,
покажите, что не полна, и
вычислите несмещённую оценку (3.7) величины .
Усечённое однократное выборочное наблюдение. Пусть — три неотрицательных целых числа. Продолжайте наблюдение до тех пор, пока не будет получено либо успехов, либо неудач, либо наблюдений. Найдите UMVU-оценку .
Для любого плана последовательного биномиального выборочного наблюдения координаты конечной точки траектории выборки являются минимальными достаточными.
Рассмотрим произвольный замкнутый план последовательного биномиального выборочного наблюдения с множеством точек остановки , и пусть — множество , где — точка, не принадлежащая , которая достигается с положительной вероятностью при плане . Покажите, что достаточная статистика не полна для плана выборочного наблюдения, у которого множеством точек остановки служит .
Для произвольного плана последовательного биномиального выборочного наблюдения, при котором точка достигается с положительной вероятностью, но не является точкой остановки, найдите несмещённую оценку , зависящую только от . Вычислите эту оценку для
выборки фиксированного объёма ;
обратного биномиального выборочного наблюдения.
Используя (3.3), найдите в (3.11) для отрицательного биномиального распределения с , и вычислите оценки (3.13) величины и (3.14).
Рассмотрим биномиальных испытаний с вероятностью успеха , и пусть и — два положительных целых числа с . К границе добавим граничную точку , то есть, если число успехов в первых испытаниях равно ровно , процесс останавливается, и оставшиеся испытаний не проводятся.
Покажите, что является несмещённой оценкой нуля тогда и только тогда, когда для и , и для , где — заданные константы .
Покажите, что является UMVU-оценкой своего математического ожидания тогда и только тогда, когда
Обобщите предыдущую задачу на случай, когда к границе добавляются две точки и с . Предположим, что эти две точки таковы, что все точек остаются граничными точками.
Если имеет распределение Пуассона , покажите, что не имеет несмещённой оценки.
Если — независимые одинаково распределённые случайные величины, имеющие распределение (3.18) — распределение Пуассона, усечённое слева в 0, найдите UMVU-оценку , когда
и
.
Пусть — выборка из распределения Пуассона, усечённого слева в 0, то есть с выборочным пространством .
Для UMVU-оценка равна (Tate and Goen 1958) , где — число Стирлинга второго рода.
Альтернативная форма UMVU-оценки: .
Нижняя граница Крамера—Рао для дисперсии несмещённых оценок равна , и она не достигается UMVU-оценкой. (Однако она является асимптотической дисперсией ML-оценки.)
Предположим, что имеет распределение Пуассона, усечённое справа в , то есть имеет условное распределение при , где имеет распределение . Покажите, что не имеет несмещённой оценки.
Для отрицательного биномиального распределения, усечённого в нуле, вычислите оценки (3.13) и (3.14) при и 3.
Если — независимые одинаково распределённые случайные величины с распределением , рассмотрим оценивание , где известно.
Покажите, что — UMVU-оценка .
При опишите поведение и предположите, почему она может не быть разумной оценкой.
(Вероятность при является вероятностью «ненаблюдаемого» события, поскольку её можно интерпретировать как вероятность отсутствия событий на временном интервале длины . Ряд таких ситуаций описан и проанализирован в Lehmann (1983), где высказывается предположение, что в подобных задачах разумной оценки может не существовать.)
Если — независимые одинаково распределённые случайные величины, имеющие логарифмическое распределение из Задачи 1.5.14, вычислите оценки (3.13) и (3.14) при и 3.
Для полиномиального распределения из Примера 3.8
покажите, что имеет несмещённую оценку при условии, что — неотрицательные целые числа с ;
найдите совокупность всех функций, допускающих несмещённое оценивание;
найдите UMVU-оценку оцениваемой величины из пункта (a).
В Примере 3.9, когда , найдите дисперсии двух несмещённых оценок и величины , и покажите непосредственно, что для всех .
В Примере 3.9 покажите, что независимость и влечёт, что и независимы и имеют указанные полиномиальные распределения.
Проверьте (3.20).
Пусть и таковы, что не зависит от . Тогда , и, следовательно, и некоррелированы для всех .
В Примере 3.10 покажите, что оценка величины несмещённа для модели (3.20).