Teoria_veroyatnostey
.pdf3.4.3mETOD MAKSIMALXNOGO PRAWDOPODOBIQ
mETODOM MAKSIMALXNOGO PRAWDOPODOBIQ POLU^A@T TAKIE OCENKI Q , PRI KOTORYH WEROQTNOSTX REALIZACII RASSMATRIWAEMYH WYBOROK (OB_- <MA n) MAKSIMALXNA.
pUSTX X { DISKRETNAQ SLU^AJNAQ WELI^INA I E< ZAKON RASPREDELENIQ ZAWISIT OT k NEIZWESTNYH PARAMETROW
P (X = xi) = pi(Q1; Q2; : : : ; Qk); (pi 6= 0):
tOGDA WEROQTNOSTX TOGO, ^TO SLU^AJNYE WELI^INY X1; X2; :::Xn, OPRE- DELQ@]IE WYBORKU PRIMUT WYBORO^NYE ZNA^ENIQ (1) RAWNA
L(x1; x2; : : : ; xn; Q1; Q2; : : : ; Qk) = P (X1 = x1; X2 = x2; : : : ; Xn = xn) =
n
= P (X1 = x1)P(X2 = x2) P(Xn = xn) = Y pi(Q1; Q2; : : : ; Qk):
i=1
zDESX U^LI PREDPOLOVENIE, ^TO SLU^AJNYE WELI^INY Xi NEZAWISIMY I IME@T TOT VE ZAKON RASPREDELENIQ, ^TO I SLU^AJNAQ WELI^INA X; I WEROQTNOSTX PROIZWEDENIQ NEZAWISIMYH SOBYTIJ RAWNA PROIZWEDENI@ WEROQTNOSTEJ \TIH SOBYTIJ.
oPREDELENIE. fUNKCIQ L NAZYWAETSQ FUNKCIEJ PRAWDOPODOBIQ. oNA QWLQETSQ ZAKONOM RASPREDELENIQ WYBORKI I PRI FIKSIROWANNYH WYBORO^NYH ZNA^ENIQH QWLQETSQ FUNKCIEJ TOLXKO NEIZWESTNYH PARA-
METROW Q1; Q2; : : : ; Qk.
kAK UVE BYLO SKAZANO, ZA OCENKI BERUTSQ TE ZNA^ENIQ PARAMETROW, PRI KOTORYH FUNKCIQ PRAWDOPODOBIQ (T. E. WEROQTNOSTX REALIZACII WY- BORKI) PRINIMAET MAKSIMALXNOE (NAIBOLX[EE) ZNA^ENIE.
tAKIM OBRAZOM, PRIHODIM K URAWNENIQM DLQ NAHOVDENIQ OCENOK (NE- OBHODIMOE USLOWIE \KSTREMUMA)
@L |
= 0; |
j = 1; 2; : : : ; k: |
(17) |
@Qj |
kONE^NO, NEOBHODIMO PROWERITX, ^TO PRI NAJDENNYH Qj IZ (17) FUNK- CIQ PRAWDOPODOBIQ BUDET PRINIMATX NAIBOLX[EE ZNA^ENIE.
nA PRAKTIKE WMESTO FUNKCII L WWODQT LOGARIFMI^ESKU@ FUNKCI@ PRAWDOPODOBIQ ln L
|
n |
|
n |
|
ln L = ln |
Y |
pi(Q1; Q2; : : : ; Qk) = |
X |
ln pi(Q1; Q2; : : : ; Qk): |
|
i=1 |
|
i=1 |
|
103
tO^KI \KSTREMUMA FUNKCIJ L I ln L SOWPADA@T, TAK KAK |
|
||||
@ ln L = |
1 |
|
@L |
= 0; j = 1; 2; : : : ; k: |
(18) |
|
|
||||
@Qj |
L @Qj |
|
pUSTX X { NEPRERYWNAQ SLU^AJNAQ WELI^INA. i PUSTX E< PLOTNOSTX WEROQTNOSTEJ f(x; Q1; Q2; : : : ; Qk) ZAWISIT OT NEIZWESTNYH PARAMETROW
Q1; Q2; : : : ; Qk :
bUDEM ISKATX OCENKI NEIZWESTNYH PARAMETROW IZ USLOWIQ, ^TO IMEN- NO PRI DANNOJ RASSMATRIWAEMOJ WYBORKE DOSTIGAETSQ MAKSIMALXNAQ WE- ROQTNOSTX POPADANIQ WYBOROK W n-MERNYJ PARALLELEPIPED S CENTROM
W (x1; x2; : : : ; xn) I REBRAMI X1; X2; : : : ; Xn. wEROQTNOSTX POPADA- NIQ WYBOROK W \TOT PARALLELEPIPED, S TO^NOSTX@ DO BESKONE^NO MALOJ
BOLEE WYSOKOGO PORQDKA, ^EM
q( X1)2 + ( X2)2 + + ( Xn)2;
RAWNA
n
P = Y f(xi; Q1; Q2; : : : ; Qk) X1 X2 : : : Xn =
i=1
= L(x1; x2; : : : ; xn; Q1; Q2; : : : ; Qk) X1 X2 : : : Xn;
GDE L { FUNKCIQ PRAWDOPODOBIQ
n
L = Y f(xi; Q1; Q2 : : : ; Qk):
i=1
zAMETIM, ^TO WEROQTNOSTX P I FUNKCIQ PRAWDOPODOBIQ ZAWISQT TOLXKO OT NEIZWESTNYH PARAMETROW (xi ZAFIKSIROWANY). tOGDA MAKSIMUM WE- ROQTNOSTI P I FUNKCII PRAWDOPODOBIQ DOSTIGAETSQ W ODNOJ I TOJ VE TO^KE.
nA PRAKTIKE, TAK VE KAK I W DISKRETNOM SLU^AE, PEREHODQT K LOGA- RIFMI^ESKOJ FUNKCII PRAWDOPODOBIQ ln L:
pRIMER 7. pUSTX X RASPREDELENA PO NORMALXNOMU ZAKONU, PARAMET- RY KOTOROGO a = M(X); = qD(X) NEIZWESTNY. tREBUETSQ PO WYBORKE METODOM MAKSIMALXNOGO PRAWDOPODOBIQ POLU^ITX OCENKI \TIH PARAMET- ROW.
rE[ENIE. iMEEM
|
1 |
|
|
|
(x a)2 |
|
f(x; a; ) = |
p |
|
e; |
2;2 ; |
||
2 |
||||||
|
|
|
|
n |
|
|
L(x1; x2; : : : ; xn; a; ) = |
Y |
f(xi; a; ) = |
i=1
104
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
n |
|
|
|
|
|
n |
1 |
|
|
(x;a)2 |
1 |
|
|
|
P |
(xi a)2 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
2 2 |
|
|
|||||||||||||
Y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
; |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
p2 e; |
|
|
|
= ( p2 )n e |
|
; |
||||||||||||||
= i=1 |
|
2 2 |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i=1 |
|
|
||||||
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
1 |
|
X |
|
; a)2 ; n ln ; n ln p2 : |
||||||||||||||
ln L = ;2 2 |
(xi |
|||||||||||||||||||
i=1 |
w SOOTWETSTWII S (18), POLU^AEM SISTEMU URAWNENIJ DLQ NAHOVDENIQ
OCENOK |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
@ ln L |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
@a = |
|
|
|
X |
(xi ; a) = 0; |
||||||||||||
|
2 |
|||||||||||||||||
|
i=1 |
|||||||||||||||||
@L |
|
1 |
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|||
|
= |
|
|
X |
(xi |
; a)2 ; = 0: |
||||||||||||
@ |
3 |
|||||||||||||||||
i=1 |
||||||||||||||||||
oTS@DA |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
n |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
a |
= n |
X |
= X: |
|||||||||||||
|
|
i=1 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
v |
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|||
|
|
|
i=1(xi |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
X) |
|
|
|
||||||||||
= |
u |
P |
|
|
; |
|
|
|
|
= S: |
||||||||
t |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
uPRAVNENIE. pOKAZATX, ^TO PRI \TIH ZNA^ENIQH FUNKCIQ PRAWDOPODOBIQ PRINIMAET NAIBOLX[EE ZNA^ENIE.
kAK WIDNO, OCENKI MATEMATI^ESKOGO OVIDANIQ I DISPERSII DLQ NORMALXNOGO RASPREDELENIQ, POLU^ENNYE METODOM MAKSIMALXNOGO PRAWDOPODOBIQ, SOWPADA@T S WYBORO^NYM SREDNIM I WYBORO^NOJ DISPERSIEJ, I KAK BYLO POKAZANO W P. 3, QWLQ@TSQ SOSTOQTELXNYMI OCENKAMI, PRI^EM OCENKA a NESME]ENNAQ, A OCENKA 2 { ASIMPTOTI^ESKI NESME]ENNAQ. mOVNO E]E POKAZATX, ^TO OCENKA DLQ a QWLQETSQ \FFEKTIWNOJ, A NESME]ENNAQ OCENKA DLQ DISPERSII
|
|
1 |
|
|
n |
2 |
|
2 |
|
|
|
X |
|||
S = (n |
; |
|
|
||||
1) |
(xi ; X) |
||||||
|
i=1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
QWLQETSQ ASIMPTOTI^ESKI \FFEKTIWNOJ.
pRIMER 8. nAJTI METODOM MAKSIMALXNOGO PRAWDOPODOBIQ OCENKU
PARAMETRA RASPREDELENIQ pUASSONA |
|
|
xi e; |
Pm(X = xi) = |
xi! ; |
GDE m { ^ISLO PROIZWEDENNYH ISPYTANIJ; xi { ^ISLO POQWLENIJ SOBYTIQ W i-OM (i = 1; 2; : : : ; n) OPYTE (OPYT SOSTOIT IZ m ISPYTANIJ.)
105
rE[ENIE. sOSTAWIM FUNKCI@ PRAWDOPODOBIQ, U^ITYWAQ, ^TO Q = :
|
|
|
|
L = p(x1; )p(x2; ) : : : p(xn; ) = |
|
|
|
||||||||||
|
x1 |
|
e; |
x2 |
|
e; |
|
xn |
|
e; |
|
i=1n |
xi |
|
e;n |
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
P |
|
|
|
: |
|
|
|
|
|
|
x1!x2! : : : xn! |
|||||||||||
|
x1! |
x2! |
xn! |
|
|
rASSMOTRIM LOGARIFMI^ESKU@ FUNKCI@ PRAWDOPODOBIQ:
ln L = 0 n |
xi1 ln ; n ; ln(x1!x2! : : : xn!): |
@X |
A |
i=1 |
|
nAJD<M PERWU@ PROIZWODNU@ OT ln L PO
n
d ln L = iP=1 xi ; n: d
pRIRAWNIWAEM PERWU@ PROIZWODNU@ K NUL@
n
X xi= ; n = 0:
i=1
oTS@DA,
n
= xi=n = X:
i=1
X
nAJD<M WTORU@ PROIZWODNU@ OT ln L PO :
2 |
|
|
n |
xi |
|
n |
|
|
d ln L |
|
|
i=1 |
|
|
|
|
|
d |
= |
; |
|
2 = |
;X |
< 0: |
||
2 |
|
P |
|
sLEDOWATELXNO TO^KA MAKSIMUMA I ZNA^IT W KA^ESTWE OCEN
, = X { , , -
KI MAKSIMALXNOGO PRAWDOPODOBIQ PARAMETRA RASPREDELENIE pUASSONA
BEREM WYBORO^NU@ SREDN@@
X:
=
3.5iNTERWALXNYE OCENKI
3.5.1dOWERITELXNYJ INTERWAL I DOWERITELXNAQ WEROQTNOSTX
tO^E^NYE OCENKI Q QWLQ@TSQ SLU^AJNYMI WELI^INAMI I DA@T PRIBLIVENNOE ZNA^ENIE OCENIWAEMYH PARAMETROW. w SWQZI S \TIM, OSOBOE ZNA^ENIE IMEET ZADA^A O NAHOVDENII PO WYBORKE INTERWALOW, KOTORYE
106
S ZADANNOJ WEROQTNOSTX@ SODERVALI BY (POKRYWALI BY) ISTINNOE ZNA- ^ENIE OCENIWAEMYH PARAMETROW. i TEM SAMYM MOVNO BYLO BY SUDITX O POGRE[NOSTI (TO^NOSTI) OCENOK.
oPREDELENIE. dOWERITELXNYM INTERWALOM DLQ PARAMETRA Q NA- ZYWAETSQ INTERWAL
(Q1(x1; x2; : : : ; xn); Q2(x1; x2; : : : ; ));
SODERVA]IJ (POKRYWA@]IJ) S ZADANNOJ WEROQTNOSTX@ (NADEVNOS- TX@) ISTINNOE ZNA^ENIE PARAMETRA.
dOWERITELXNYE INTERWALY STROQTSQ PO WYBORKE. kONCY INTERWALOW ZAWISQT OT \LEMENTOW WYBORKI I W SWQZI S \TIM QWLQ@TSQ SLU^AJNYMI WELI^INAMI.
tAKIM OBRAZOM,
P(Q1 < Q < Q2) = : |
(19) |
oPREDELENIE. ~ISLO { NAZYWAETSQ DOWERITELXNOJ WEROQTNOS- TX@, A = 1 ;
wYBOR KONKRETNOGO ZNA^ENIQ ZAWISIT OT RASSMATRIWAEMOJ ZADA^I, TAK, ^TOBY WEROQTNOSTX = 1 ; SOOTWETSTWOWALA PRAKTI^ESKOJ NE- WOZMOVNOSTI MALOWEROQTNOGO SOBYTIQ. tO ESTX, ESLI P (A) = 1 ; ; TO SOBYTIE A S^ITAETSQ PRAKTI^ESKI NEWOZMOVNYM. zAMETIM, ^TO WYBOR ^ISLA W KONKRETNOJ ZADA^E OPREDELQETSQ STEPENX@ TEH OPASNOSTEJ, KO- TORYE MOGUT PROIZOJTI, ESLI WSE VE PROIZOJDET SOBYTIE P (A) 1 ; : kAK PRAWILO, ZA DOWERITELXNU@ WEROQTNOSTX BERUT 0:95:
bUDEM STROITX DOWERITELXNYE INTERWALY DLQ PARAMETROW, ISPOLX- ZUQ IH TO^E^NYE OCENKI.
3.5.2dOWERITELXNYJ INTERWAL DLQ MATEMATI^ESKOGO OVI- DANIQ NORMALXNO RASPREDELENNOJ SLU^AJNOJ WELI^INY PRI IZWESTNOM SREDNEKWADRATI^ESKOM OTKLONENII
pUSTX SLU^AJNAQ WELI^INA X RASPREDELENA PO NORMALXNOMU ZAKONU S NEIZWESTNYM MATEMATI^ESKIM OVIDANIEM a I IZWESTNYM SREDNEKWAD- RATI^ESKIM OTKLONENIEM ; I IMEETSQ WYBORKA (1). tOGDA W SISTEME X1; X2; : : : ; Xn; REALIZU@]EJ WYBORKU IZ GENERALXNOJ SOWOKUPNOSTI DLQ X, KAVDAQ KOMPONENTA TAKVE RASPREDELENA PO NORMALXNOMU ZAKONU S
M(Xi) = a; (Xi) = :
107
wOZXMEM ZA TO^E^NU@ OCENKU DLQ a
1 |
n |
|
|
a = X = n |
X |
Xi: |
|
i=1 |
|||
|
|
wYBORO^NOE SREDNEE X QWLQETSQ SLU^AJNOJ WELI^INOJ, I KAK SUMMA NORMALXNO RASPREDELENNYH SLU^AJNYH WELI^IN S ODINAKOWYMI MATE- MATI^EWKIMI OVIDANIQMI I DISPERSIQMI, TAKVE RASPREDELENA PO NOR- MALXNOMU ZAKONU, I W SOOTWETSTWII S (11), (12)
|
|
|
|
|
|
|
|
||
M(X) = a; (X) = pn |
: |
dOWERITELXNYJ INTERWAL DLQ a BUDEM NAHODITX ISHODQ IZ SOOTNO-
[ENIQ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P (jX ; aj < ) = |
|
|
|
|
|
|
(20) |
||||||||||||
(TREBUETSQ NAJTI WELI^INU :) rASPI[EM LEWU@ ^ASTX SOOTNO[ENIQ |
||||||||||||||||||||||
(20) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P (jX ; aj < ) = P (a |
; < X < a + ) = |
|
||||||||||||||||||||
= 0a + ; a1 |
; |
0a ; ; a1 = |
|
|||||||||||||||||||
B |
|
p |
|
|
|
C |
|
|
B |
p |
|
|
C |
|
|
|||||||
n |
|
n |
|
|
||||||||||||||||||
@ |
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
@ |
|
|
|
A |
|
|
1 : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
= 0pn 1 |
0 |
|
pn 1 = 2 0pn |
(21) |
||||||||||||||||||
@ |
|
A ; |
|
@; |
|
A |
|
@ |
|
|
A |
|
||||||||||
zDESX WOSPOLXZOWALISX SOOTNO[ENIEM |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
P( < X < ) = ( ; a) |
; |
( ; a); |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
x |
e; 2 |
dt; (;x) = |
; (x) |
|
|||||||||||||
(x) = p12 Z |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DLQ NORMALXNO RASPREDELENNOJ SLU^AJNOJ WELI^INY S MATEMATI^ESKIM OVIDANIEM a I SREDNEKWADRATI^ESKIM OTKLONENIEM :
s U^ETOM (21)
0pn 1 = =2:
@ A
pO TABLICE 2 FUNKCII lAPLASA (x) (SM. pRILOVENIE) NAHODIM t = |
|||
pn |
IZ USLOWIQ |
|
|
|
|
|
|
|
(t ) = |
(22) |
|
|
2 |
108
I DALEE
= pt n:
tAKIM OBRAZOM, USLOWIE (20) WYPOLNENO. pEREPI[EM EGO W WIDE
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P (ja ; Xj < ) = : |
|
|
|||||||
oTS@DA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@ |
|
|
t |
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
; pn |
< a < X + |
pnA |
(23) |
|||||||
|
P 0X |
|
|
|
|
|
1 = ; |
|||||
I |
|
|
0X |
|
t |
; X + |
t |
1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
@ |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
; pn |
|
pnA |
|
|
||||
{ ISKOMYJ DOWERITELXNYJ INTERWAL DLQ WELI^INY a: |
|
|||||||||||
|
pRIMER 9. sLU^AJNAQ WELI^INA X IMEET NORMALXNOE RASPREDELE- |
NIE S IZWESTNYM SREDNIM KWADRATI^ESKIM OTKLONENIEM = 3: nAJTI DOWERITELXNYE INTERWALY DLQ OCENKI NEIZWESTNOGO MATEMATI^ESKOGO
OVIDANIQ a PO WYBORO^NYM SREDNIM X; ESLI OB_EM WYBORKI n = 36 I ZADANA NADEVNOSTX OCENKI = 0; 95:
rE[ENIE. nAJDEM t : iZ SOOTNO[ENIQ 2 (t) = 0; 95 POLU^IM (t) = 0; 475: pO TABLICE 2 (SM. pRILOVENIE) NAHODIM t = 1; 96:
nAJDEM { TO^NOSTX OCENKI:
= t =pn = (1; 96 3)=p36 = 0; 98:
|
|
|
; |
|
|
|
0; 98; X + 0; 98): nAPRIMER, |
||
zAPI[EM DOWERITELXNYJ INTERWAL (X |
|
|||
ESLI X = 4; 1; TO DOWERITELXNYJ INTERWAL IMEET SLEDU@]IE DOWERI- |
||||
TELXNYE GRANICY: |
|
|
|
|
|
; 0; 98 = 3; 12; |
|
|
|
X ; 0; 98 = 4; 1 |
X + 0; 98 = 4; 1 + 0; 98 = 5; 08: |
tAKIM OBRAZOM, ZNA^ENIQ NEIZWESTNOGO PARAMETRA a; SOGLASU@]IESQ S DANNYMI WYBORKI, UDOWLETWORQ@T NERAWENSTWU 3; 12 < a < 5; 08: pOD- ^ERKNEM, ^TO BYLO BY O[IBO^NYM NAPISATX P (3; 12 < a < 5; 08) = 0; 95: dEJSTWITELXNO, TAK KAK a|POSTOQNNAQ WELI^INA, TO LIBO ONA ZAKL@^E- NA W NAJDENNOM INTERWALE(TOGDA SOBYTIE 3; 12 < a < 5; 08 DOSTOWERNO I EGO WEROQTNOSTX RAWNA EDINICE), LIBO W NEM NE ZAKL@^ENA (W \TOM SLU^AE SOBYTIE 3; 12 < a < 5; 08 NEWOZMOVNO I EGO WEROQTNOSTX RAWNA NUL@). dRUGIMI SLOWAMI, DOWERITELXNU@ WEROQTNOSTX NE SLEDUET SWQ- ZYWAATX S OCENIWANEMYM PARAMETROM; ONA SWQZANA LI[X S GRANICAMI
109
DOWERITELXNOGO INTERWALA,KOTORYE, KAK UVE BYLO U KAZANO , IZMENQ@T- SQ OT WYBORKE K WYBORKE.
pOQSNIM SMYSL,KOTORYJ IMEET ZADANNAQ NADEVNOSTX. nADEVNOSTX= 0; 95 UKAZYWAET, ^TO ESLI PROIZWEDENO DOSTATO^NO BOLX[OE ^ISLO WYBOROK, TO 95% IZ NIH OPREDELQET TAKIE DOWERITELXNYE INTERWALY, W KOTORYH PARAMETR DEJSTWITELXNO ZAKL@^EN; LI[X W 5% SLU^AQH ON MOVET WYJTI ZA GRANICY DOWERITELXNOGO INTERWALA.
3.5.3dOWERITELXNYJ INTERWAL DLQ MATEMATI^ESKOGO OVI- DANIQ NORMALXNO RASPREDELENNOJ SLU^AJNOJ WELI^INY PRI NEIZWESTNOM SREDNEKWDRATI^ESKOM OTKLONENII
pUSTX IZU^AEMAQ SLU^AJNAQ WELI^INA RASPREDELENA PO NORMALXNOMU ZAKONU, MATEMATI^ESKOE OVIDANIE a I NEIZWESTNY.
rASSMOTRIM PO WYBORKE (1) SLU^AJNU@ WELI^INU
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T = |
X ; a |
; |
|
(24) |
||||||
|
|
|
|
|
||||||
S =pn |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
GDE S { "ISPRAWLENNOE" WYBORO^NOE SREDNEE KWADRATI^ESKOE OTKLONE- |
||||||||||
NIE |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
n |
|
|
|
|
|
u |
|
|
X |
|
|
2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||
S = vn |
|
|
|
|
|
|
||||
; |
1 |
|
(xi ; X) |
|
(25) |
|||||
t |
|
i=1 |
|
|
|
|
|
(S { TO^E^NAQ OCENKA DLQ ).
|TA SLU^AJNAQ WELI^INA IMEET RASPREDELENIE, KOTOROE NAZYWAETSQ
RASPREDELENIEM sTX@DENTA S k = n;1 STEPENQMI SWOBODY. pLOTNOSTX RASPREDELENIQ sTX@DENTA
|
S(t; n) = Bn 01 + |
t2 |
1; |
n |
|
|
|
|
|
|
2 |
; |
;1 |
< t < + |
1 |
; |
|||
|
|
||||||||
GDE |
@ |
n ; 1A |
|
|
|
;(n=2)
Bn = ;((n ;+1)1 =2)q (n ; 1);
;(p) = Z xp;1e;xdx
0
{ GAMMA-FUNKCIQ |JLERA. rASPREDELENIE sTX@DENTA NE ZAWISIT OT NE- IZWESTNYH PARAMETROW a I (ONI NE WHODQT W FORMULU DLQ PLOTNOSTI), A ZAWISIT TOLXKO OT n { OB_EMA WYBORKI.
110
iMEEM |
|
|
P(jT j < t ) = P(;t < T < t ) = Zt |
S(t; n)dt = 2 Zt S(t; n)dt: |
(26) |
;t |
0 |
|
zDESX U^LI, ^TO S(t; n) ^ETNAQ FUNKCIQ PO t. dALEE, NAHODIM PO TABLICE |
||
3 (SM. pRILOVENIE) RASPREDELENIQ sTX@DENTA S k = n ; 1 { STEPENQMI |
||
SWOBODY WELI^INU t IZ USLOWIQ |
|
|
Zt S(t; n)dt = =2; |
(27) |
|
0 |
|
|
i RASPISYWAQ SOOTNO[ENIE (26) S U^ETOM (24), (27), POLU^AEM ISKOMYJ DOWERITELXNYJ INTERWAL DLQ WELI^INY a
|
|
t S |
|
t S |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
@ |
|
; pn |
; X + |
pn A |
: |
|||||
0X |
|
|
|
|
|
|
1 |
pRIMER 10. kOLI^ESTWENNYJ PRIZNAK X GENERALXNOJ SOWOKUPNOS- TI RASPREDELEN NORMALXNO. pO WYBORKE OB_EMA n = 16 NAJDENY WY-
BORO^NAQ SREDNQQ X = 20; 5 I "ISPRAWLENNOE" SREDNEE KWADRATI^ESKOE OTKLONENIE S = 0; 8: pOSTROITX DOWERITELXNYJ INTERWAL DLQ MATEMA- TI^ESKOGO OVIDANIQ S NADEVNOSTX@ 0; 95:
rE[ENIE. nAJDEM t ; POLXZUQSX TABLICEJ 3 (SM. pRILOVENIE), PO
= 0; 95 I n = 16 NAHODIM t = 2; 13:
nAJDEM DOWERITELXNYE GRANICY |
|
p |
|
|
|||||
|
p |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||||
n = 20; 2 ; 2; 13 |
0; 8= |
16 = 19; 774: |
|||||||
X ; t S = |
|
|
|
||||||
|
p |
|
|
|
0; 8= |
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
n = 20; 2 + 2; 13 |
16 = 20; 626: |
|||||||
X + t S = |
|
|
|
iTAK, S NADEVNOSTX@ 0; 95 PO DANNOJ WYBORKE NEIZWESTNYJ PARAMETR a ZAKL@^EN W DOWERITELXNOM INTERWALE 19; 774 < a < 20; 626:
3.5.4dOWERITELXNYJ INTERWAL DLQ SREDNEKWADRATI^ESKOGO OTKLONENIQ NORMALXNO RASPREDELENNOJ SLU^AJNOJ WE- LI^INY
pUSTX IZU^AEMAQ SLU^AJNAQ WELI^INA X RASPREDELENA PO NORMALXNO- MU ZAKONU. eE SREDNEE KWADRATI^ESKOE OTKLONENIE NEIZWESTNO. wWEDEM SLU^AJNU@ WELI^INU { "HI"
= |
S p |
n ; 1; |
(28) |
|
111
GDE S { "ISPRAWLENNOE" SREDNEE KWADRATI^ESKOE OTKLONENIE (25). eE
PLOTNOSTX RASPREDELENIQ
xn;2e;x2=2
f(x; n) = 2(n;2)=2;((n ; 1)=2):
rASPREDELENIE WELI^INY NE ZAWISIT OT OCENIWAEMOGO PARAMETRA , A ZAWISIT TOLXKO OT OB_EMA WYBORKI.
pOTREBUEM WYPOLNENIQ RAWENSTWA
P (S ; < < S + ) = |
(29) |
|||||||||||||||||
(I]EM ). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
pOLOVIM q = =S . zAPI[EM POSLEDOWATELXNO NERAWENSTWA |
||||||||||||||||||
|
|
S ; < < S + ; |
|
|||||||||||||||
S (1 ; =S ) < < S (1 + =S ); |
||||||||||||||||||
|
|
S (1 ; q) < < S (1 + q); |
(30) |
|||||||||||||||
pUSTX q < 1. iZ NERAWENSTWA (30) SLEDUET |
|
|||||||||||||||||
1 |
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
< < |
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
||
|
|
S (1 + q) |
S (1 ; q) |
|
||||||||||||||
p |
|
|
|
< |
S p |
|
|
|
< |
p |
|
|
|
|||||
n ; 1 |
n ; |
1 |
n ; 1 |
: |
||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 ; q |
||||||||||
1 + q |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
oTS@DA, S U^ETOM OPREDELENIE WELI^INY (28), POLU^AEM |
||||||||||||||||||
|
|
p |
|
< < |
p |
|
: |
|
||||||||||
|
|
n ; 1 |
n ; 1 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
1 + q |
|
|
|
|
1 ; q |
|
wEROQTNOSTX WYPOLNENIQ \TOGO NERAWENSTWA I, SLEDOWATELXNO, RAWNO- SILXNOGO EMU NERAWENSTWA (29) RAWNA
pn;Z1=(1;q)f(x; n)dx = :
pn;1=(1+q)
iZ \TOGO URAWNENIQ MOVNO PO ZADANNYM n I NAJTI q.
nA PRAKTIKE DLQ OTYSKANIQ q POLXZU@TSQ TABLICEJ 4 (SM. pRILO- VENIE). oPREDELIW PO TABLICE q I WY^ISLIW PO WYBORKE S ; POLU^AEM, W SOOTWETSTWII S (30), ISKOMYJ DOWERITELXNYJ INTERWAL
S (1 ; q) < < S (1 + q):
112