Parametrelerin tahmin edilebilirliği ile ilgili bir problem


13

Let Y1,Y2,Y3 ve Y4 be rasgele dört değişkenleri, bu E(Y1)=θ1−θ3;  E(Y2)=θ1+θ2−θ3;  E(Y3)=θ1−θ3;  E(Y4)=θ1−θ2−θ3 , buradaθ1,θ2,θ3 bilinmeyen parametrelerdir. AyrıcaVar(Yi)=σ2 , olduğunu varsayalım .i=1,2,3,4. O zaman hangisi doğrudur?

A. θ1,θ2,θ3 tahmin edilebilir.

B. θ1+θ3 tahmin edilebilir.

C. θ1−θ3 tahmin edilebilir ve θ1-θ3'ün12(Y1+Y3)en iyi doğrusal yansız tahminidir.θ1−θ3

D. θ2 tahmin edilebilir.

Cevap bana garip görünen C (çünkü D'yi aldım).

Neden D aldım? Bu yana, E(Y2−Y4)=2θ2 .

Neden C'nin bir cevap olabileceğini anlamıyorum? Tamam, görebiliyorum, Y1+Y2+Y3+Y44 tarafsız bir tahmin olupθ1−θ3, ve varyans az olanY1+Y32 .

Lütfen bana nerede yanlış yaptığımı söyle.

Ayrıca buraya da gönderildi: /math/2568894/a-problem-on-estimability-of-parameters


1
self-studyEtiketi koyun, birisi gelsin ve sorunuzu kapatın.
— Carl

@Carl bitti ama neden?
— Stat_prob_001

Onları var kurallarını site için değil, kurallarımı, site kurallarını.
— Carl

Mı ? Y1≠Y3
— Carl

1
@Carl bu şekilde düşünebilirsiniz: burada ϵ 1 ortalama 0 ve varyans σ 2 olan bir rv'dir . Ve, Y, 3 = θ 1 - θ 3 + ε 3 ε 3 ortalama bir rv olan 0 ve varyans σ 2Y1=θ1−θ3+ϵ1ϵ10σ2Y3=θ1−θ3+ϵ3ϵ30σ2
— Stat_prob_001

Yanıtlar:


8

Bu cevap tahmin edilebilirliğin doğrulanmasını vurgular. Minimum varyans özelliği ikincil değerlendirmemdir.

Başlamak için, bilgileri doğrusal bir modelin matris formunda aşağıdaki gibi özetleyin: buradaE(ε)=0,Var(ε)=σ2I(tahmin edilebilirliği tartışmak için küresellik varsayımı gerekli değildir.Ancak Gauss-Markov özelliğini tartışmak için kürenin küresini üstlenmemiz gerekir.ε).

(1)Y:=[Y1Y2Y3Y4]=[10−111−110−11−1−1][θ1θ2θ3]+[ε1ε2ε3ε4]:=Xβ+ε,
E(ε)=0,Var(ε)=σ2Iε

Tasarım matrisi ise tam sıralı, daha sonra orjinal parametre β benzersiz en küçük kareler tahmin kabul β = ( X ' X ) - 1 x ' , Y . Sonuç olarak, herhangi bir parametre φ doğrusal bir fonksiyonu olarak tanımlanan, φ ( P ) arasında p o açık bir şekilde en küçük kareler üzerinden veri tahmin tahmin edilebileceği anlamda tahmin edilebilir β olarak φ = p ' p .Xββ^=(X′X)−1X′Yϕϕ(β)ββ^ϕ^=p′β^

İncelik tam dereceli olmadığında ortaya çıkar . Kapsamlı bir tartışma için, önce bazı gösterimleri ve terimleri düzeltiriz ( Doğrusal Modellere Koordinatsız Yaklaşım , Bölüm 4.8. Bazı terimler gereksiz teknik gibi geliyor). Ek olarak, tartışma X ∈ R n × k ve β ∈ R k ile genel doğrusal model Y = X β + ε için geçerlidir .XY=Xβ+εX∈Rn×kβ∈Rk

  1. Bir regresyon manifoldu , ortalama vektörün koleksiyon içinde değişen R k : M = { X, β : β ∈ R, k } .βRk
    M={Xβ:β∈Rk}.
  2. Bir parametre ile fonksiyonel bir doğrusal fonksiyonel p , φ ( β ) = p ' β = p 1 β 1 + ⋯ + p k β k .ϕ=ϕ(β)β
    ϕ(β)=p′β=p1β1+⋯+pkβk.

Yukarıda belirtildiği gibi, zaman , her parametre fonksiyonel φ ( β ) tahmin edilebilir. Ancak, bekleyin, teknik olarak tahmin edilebilir terimin tanımı nedir? Biraz doğrusal cebiri rahatsız etmeden net bir tanım vermek zor görünüyor. En sezgisel olduğunu düşündüğüm bir tanım aşağıdaki gibidir (aynı referansa göre):rank(X)<kϕ(β)

Tanımlama 1. parametrik bir fonksiyonel bu benzersiz belirlenir ise tahmin edilebilir x p anlamda φ ( β 1 ) = φ ( β 2 ) her β 1 , β 2 ∈ R, k tatmin x p 1 = X β 2 .ϕ(β)Xβϕ(β1)=ϕ(β2)β1,β2∈RkXβ1=Xβ2

Yorumlama. Yukarıdaki tanım, regresyon manifoldu ϕ parametre boşluğuna eşlemenin, bir (bir) olması gerektiğini belirtir; bu, sıralama ( X ) = k olduğunda (yani, X'in bire bir olduğu zaman ) garanti edilir . Ne zaman sıralaması ( X ) < k , biz orada var olduğunu biliyoruz β 1 ≠ β 2 şekilde X'in P 1 = X β 2Mϕrank(X)=kXrank(X)<kβ1≠β2Xβ1=Xβ2. Yukarıdaki öngörülebilir tanım , doğal olarak anlamsız olan , üzerinde aynı değerle bile farklı değerlerle sonuçlanan yapısal eksik parametrik fonksiyonları geçersiz kılar. Öte yandan, bir değerli parametrik fonksiyonel φ ( ⋅ ) durumda izin vermez cp ( β 1 ) = φ ( β 2 ) ile β 1 ≠ β 2 sürece durum X β 1 = X β 2 yerine getirilir.Mϕ(⋅)ϕ(β1)=ϕ(β2)β1≠β2Xβ1=Xβ2

Aynı referansta verilen bir parametrik fonksiyonun tahmin edilebilirliğini kontrol etmek için başka eşdeğer koşullar da vardır, Öneri 8.4.

Böyle ayrıntılı bir arka plan tanıtımından sonra, sorunuza geri dönelim.

βrank(X)<3Xβ1=Xβ2β1≠β2

ϕ1(β)=θ1+θ3=(1,0,1)′ββ1=(0,1,0)′β2=(1,1,1)′Xβ1=Xβ2ϕ1(β1)=0+0=0≠ϕ1(β2)=1+1=2

ϕ2(β)=θ1−θ3=(1,0,−1)′βXβ1=Xβ2θ1(1)−θ3(1)=θ1(2)−θ3(2)ϕ2(β1)=ϕ2(β2)

ϕ3(β)=θ2=(0,1,0)′βXβ1=Xβ2ϕ3(β1)=ϕ3(β2)

ϕ(β)Y¯=(Y1+Y2+Y3+Y4)/4

ϕ(β)=p′βϕ(β^)β^X′Xβ^=X′Y

Kanıt aşağıdaki gibidir:

[40−4020−404]β^=[1111010−1−1−1−1−1]Y,
[ϕ(β^)θ^2/2−ϕ(β^)]=[Y¯(Y2−Y4)/4−Y¯],
ϕ(β^)=Y¯

Bu nedenle, D seçeneği tek doğru cevaptır.


Zeyilname: Tahmin edilebilirlik ve tanımlanabilirlik bağlantısı

ϕ

AC Davison'un İstatistik Modelleri s.144 monografisine göre ,

θ

(1)Var(ε)=σ2I

(2)E[Y]=Xβ,β∈Rk.

Yrank(X)=k(2)β1≠β2Xβ1≠Xβ2(2)

rank(X)<kϕ(β)=p′β

ϕ(β)(2)ϕ=ϕ(β)=p′βXϕ(β)Xβ1=Xβ2p′β1=p′β2ϕ1=ϕ2(3)ϕ(3)Xβ1=Xβ2ϕ1=ϕ2ϕ1(β)=ϕ2(β)

Xβ

ϕ2(β)=θ1−θ3ϕ3(β)=θ2(1)(ϕ2,ϕ3)′

E[Y]=[1011101−1][ϕ2ϕ3]=X~γ.

X~γ


C seçeneğinin ikinci kısmı için bir provaya ihtiyacınız varsa, cevabımı tamamlayacağım.
— Zhanxiong

2
14(Y1+Y2+Y3+Y4)

2
(Y1+Y2+Y3+Y4)/4

6

Tanımları uygulayın.

Yi

Tanımlar

tλ(Y)=∑i=14λiYi
λ=(λi)

θ1−θ3θ1−θ3

θ1−θ3=E[tλ(Y)]=∑i=14λiE[Yi]=λ1(θ1−θ3)+λ2(θ1+θ2−θ3)+λ3(θ1−θ3)+λ4(θ1−θ2−θ3)=(λ1+λ2+λ3+λ4)(θ1−θ3)+(λ2−λ4)θ2.

θi

(1)λ2−λ4=0 and λ1+λ2+λ3+λ4=1.

tλ

Var⁡(tλ)=∑i=14λi2Var⁡(Yi)+∑i≠j4λiλjCov⁡(Yi,Yj).

Yi

Var⁡(Yi)=σ2,

(2)Var⁡(tλ)=σ2(λ12+λ22+λ32+λ42).

(2)(1)

Çözüm

(1)λiu=λ1−λ3v=λ1+λ3λ1λ3λ2λ4(2)

σ2(λ12+λ22+λ32+λ42)=σ24(2u2+(2v−1)2+1).

(u,v)σ2≠0u2(2v−1)2u=2v−1=0

λ=(λ1,λ2,λ3,λ4)=(1/4,1/4,1/4,1/4).

Seçenek (C) yanlıştır çünkü en iyi yansız doğrusal tahmin ediciyi vermez. Seçenek (D), tam bilgi vermese de, yine de doğrudur, çünkü

θ2=E[t(0,1/2,0,−1/2)(Y)]

doğrusal bir kestirimcinin beklentisidir.

{θ2,θ1−θ3}θ1,θ3,θ1+θ3

Sonuç olarak (D) benzersiz doğru cevaptır.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.