UMVUE /


10

Let (X1,X2,…,Xn) yoğunluktan gelişigüzel bir örnek olması

fθ(x)=θxθ−110<x<1,θ>0

UMVUE'yu bulmaya çalışıyorum θ1+θ .

Ortak yoğunluk (X1,…,Xn) olduğu

fθ(x1,⋯,xn)=θn(∏i=1nxi)θ−110<x1,…,xn<1=exp⁡[(θ−1)∑i=1nln⁡xi+nln⁡θ+ln⁡(10<x1,…,xn<1)],θ>0

Nüfus PDF olarak fθ bir parametreli üstel familyasına aittir için tam yeterli istatistiği ki bu da θ olan

T(X1,…,Xn)=∑i=1nln⁡Xi

Yana E(X1)=θ1+θ , ilk düşünce,E(X1∣T)Bana UMVUE verecektiθ1+θLehmann-Scheffe teoremi ile 1 + θ . Bu koşullu beklentinin doğrudan bulunup bulunmadığından ya da koşullu dağılımın bulunup bulunmadığından emin değilim X1∣∑i=1nln⁡Xi.

Öte yandan, aşağıdaki yaklaşımı ele aldım:

X i i.id ∼ Beta sürümümüz var ( θ , 1 )Xi∼i.i.dBeta(θ,1)⟹−2θln⁡Xi∼i.i.dχ22 , böylece−2θT∼χ2n2 .

Yani r Sipariş ham anı −2θT ki-kare pdf kullanılarak hesaplanır sıfır ilgili olduğu

E(−2θT)r=2rΓ(n+r)Γ(n),n+r>0

Bu yüzden farklı tamsayı seçimler için görünüyor r , ben farklı tamsayı güçlerin yansız tahminler (ve UMVUEs) alacağı θ . Örneğin, E(−Tn)=1θ veE(1−nT)=θdoğrudan bana UMVUE'leri verin1θ veθ.

Şimdi, ne zaman θ>1 Elimizdeki θ1+θ=(1+1θ)−1=1−1θ+1θ2−1θ3+⋯.

Kesinlikle UMVUE en alabilirsiniz 1θ,1θ2,1θ3 vb. Birleştirerek Yani bu UMVUE ben gerekli UMVUE alabilirsiniz bulunuyorθ1+θ . Bu yöntem geçerli mi veya ilk yönteme geçmem gerekir mi? UMVUE mevcut olduğunda benzersiz olduğundan, her ikisi de bana aynı cevabı vermelidir.

Açık olmak gerekirse,

E(1+Tn+T2n(n+1)+T3n(n+1)(n+2)+⋯)=1−1θ+1θ2−1θ3+⋯

Yani,

E(∑r=0∞Trn(n+1)...(n+r−1))=θ1+θ

Gerekli UMVUE'm ∑r=0∞Trn(n+1)...(n+r−1)θ>1olduğunda?

İçin 0<θ<1 , Elde olur g(θ)=θ(1+θ+θ2+⋯) ve UMVUE farklılık bu yüzden.


İlk yaklaşımdaki koşullu beklentinin doğrudan bulunamadığına ikna olmuş ve E(X1∣∑ln⁡Xi=t)=E(X1∣∏Xi=et) , bulmaya devam etmiştim. koşullu dağılım X1∣∏Xi . Bunun için (X1,∏Xi) eklem yoğunluğuna ihtiyacım vardı .

DeÄŸiÅŸkene değişimi kullanılır (X1,⋯,Xn)→(Y1,⋯,Yn) öyle ki Yi=∏j=1iXj tüm i=1,2,⋯,n . Ortak destek Bu yol açar (Y1,⋯,Yn) olan S={(y1,⋯,yn):0<y1<1,0<yj<yj−1 for j=2,3,⋯,n} .

Jacobian determinantının J=(∏i=1n−1yi)−1 .

I ortak yoğunluğu var yüzden (Y1,⋯,Yn) olarak

fY(y1,y2,⋯,yn)=θnynθ−1∏i=1n−1yi1S

(Y1,Yn) nin ortak yoğunluğu

fY1,Yn(y1,yn)=θnynθ−1y1∫0yn−2∫0yn−3⋯∫0y11y3y4...yn−1dy2y2⋯dyn−2dyn−1

Burada, eklem yoğunluğunun türetilmesini daha az hantal hale getirecek farklı bir dönüşüm var mı? Burada doğru dönüşümü yapıp yapmadığımdan emin değilim.


Yorum bölümündeki bazı mükemmel önerilere dayanarak , eklem yoğunluğu ( X 1 , ∏ X i ) yerine (U,U+V) eklem yoğunluğunu buldum, burada U = - ln X 1 ve V = - ∑ n i = 2 ln X i .(X1,∏Xi)U=−ln⁡X1V=−∑i=2nln⁡Xi

Hemen U∼Exp(θ) ve V∼Gamma(n−1,θ) nin bağımsız olduğu görülür.

Ve gerçekten de, U+V∼Gamma(n,θ) .

İçin n>1 , ortak yoğunluğu (U,V) olduğu

fU,V(u,v)=θe−θu1u>0θn−1Γ(n−1)e−θvvn−21v>0

Değişkenleri değiştirme, bir ortak yoğunluğu var (U,U+V) olarak

fU,U+V(u,z)=θnΓ(n−1)e−θz(z−u)n−210<u<z

Yani, koşullu yoğunluk U∣U+V=z olduğunu

fU∣U+V(u∣z)=(n−1)(z−u)n−2zn−110<u<z

Şimdi, UMVUE'm tam olarak E(e−U∣U+V=z)=E(X1∣∑i=1nln⁡Xi=−z) , bu yazının başında da belirttiğim gibi.

Tek yapmanız gereken E'yi bulmak ( e - U ∣ U + V = z ) = n - 1

E(e−U∣U+V=z)=n−1zn−1∫0ze−u(z−u)n−2du

Ancak bu son integralin Mathematica'ya göre eksik gama fonksiyonu açısından kapalı bir formu var ve şimdi ne yapacağımı merak ediyorum.


koşullu dağılımını bularak ilk yönteme devam etmelisiniz [ 1 ] | Π X i , yeterli istatistiği ve meydana, bu başvuruda ile çalışmak için daha kolay olabilir. X[1]|∏Xi
— jbowman

1
tanıttığınız noktada (erken) , Y i = - log X i değişkenleri açısından çalışmanız gerekir . Onların orantılı olduğunu neredeyse anında gerçekleşiyor y ( 1 ) hızla ortak dağılımını dikkate derdini azaltır dağılımları, ( U , U + V ) U ~ Γ ( 1 ) ve V ~ Γ ( n - 1 ) .TYi=−log⁡Xi.Γ(1)(U,U+V)U∼Γ(1)V∼Γ(n−1). Bu, matematiğin kalan iki sayfasını kısaltacak ve size hızlı bir çözüm yolu sağlayacaktır.
— whuber

@whuber Net olmak gerekirse, önce yoğunluğunu bulmamı ve bundan sonra ( X 1 , ∏ X i ) ? Ben - ln X i 'nin θ oranına sahip üstel değişkenler olduğunu fark etmiştiniz (ki aynı zamanda söylediğiniz gibi bir Gamma değişkeni), ama bununla çalışmayı düşünmemiştim. (−ln⁡X1,−ln⁡X1−∑i=2nln⁡Xi)(X1,∏Xi)−ln⁡Xiθ
— İnatçıAtom

1
E(X1∣...)E(ln⁡X1∣...)

1
@whuber Lütfen düzenlememe bir göz atın. Neredeyse yaptım ama bu integrale ne yapacağımdan emin değilim. Hesaplamalarımın doğru olduğundan oldukça eminim.
— StubbornAtom

Yanıtlar:


5

Orijinal yazımdaki her iki yaklaşımın da (ilk denemem ve yorum bölümündeki önerilere dayanan başka bir yaklaşım) aynı cevabı verdiği ortaya çıkıyor. Soruya tam bir cevap için her iki yöntemi de burada anlatacağım.

Gamma(n,θ)f(y)=θnΓ(n)e−θyyn−11y>0θ,n>0Exp(θ)1/θθ>0Exp(θ)≡Gamma(1,θ)

T=∑i=1nln⁡XiθE(X1)=θ1+θE(X1∣T)θ1+θ

Xi∼i.i.dBeta(θ,1)⟹−ln⁡Xi∼i.i.dExp(θ)⟹−T∼Gamma(n,θ)

Yöntem I:

U=−ln⁡X1V=−∑i=2nln⁡XiUVU∼Exp(θ)V∼Gamma(n−1,θ)U+V∼Gamma(n,θ)

E(X1∣∑i=1nln⁡Xi=t)=E(e−U∣U+V=−t)

U∣U+V

n>1θ>0(U,V)

fU,V(u,v)=θe−θu1u>0θn−1Γ(n−1)e−θvvn−21v>0=θnΓ(n−1)e−θ(u+v)vn−21u,v>0

(U,U+V)

fU,U+V(u,z)=θnΓ(n−1)e−θz(z−u)n−210<u<z

fU+V(⋅)U+VU∣U+V=z

fU∣U+V(u∣z)=fU,U+V(u,z)fU+V(z)=(n−1)(z−u)n−2zn−110<u<z

E(e−U∣U+V=z)=n−1zn−1∫0ze−u(z−u)n−2du

Yani, UMVUEθ1+θ(1)E(X1∣T)=n−1(−T)n−1∫0−Te−u(−T−u)n−2du

Yöntem II:

Tθθ1+θTθ1+θ−T

E(−T)r=∫0∞yrθne−θyyn−1Γ(n)dy=Γ(n+r)θrΓ(n),n+r>0

1/θrr≥1

θ>1θ1+θ=(1+1θ)−1=1−1θ+1θ2−1θ3+⋯

1/θr

E(1+Tn+T2n(n+1)+T3n(n+1)(n+2)+⋯)=1−1θ+1θ2−1θ3+⋯

Yani, E ( ∞ ∑ r = 0 T

E(∑r=0∞Trn(n+1)...(n+r−1))=θ1+θ

θ>1θ1+θ(2)g(T)=∑r=0∞Trn(n+1)...(n+r−1)


0<θ<1

(1)(2)n(n+1)(n+2)...(n+r−1)n(n+1)(n+2)...(n+r−1)=Γ(n+r)Γ(n)(1)(2)

(1)(2)


(1)(2)e−u(2)

1

Bence tamamlanmamış gama fonksiyonu ile ilgili daha kompakt bir cevaba ulaşabiliriz. İlk yöntemi kullanarak ifadeyi buldum

E[X1|X1X2⋯Xn=eT]=(n−1)∫01zr(1−r)n−zdr,
z=eT.

E[X1|X1X2⋯Xn=eT]=eT(n−1)Tn−1[(n−2)!−Γ(n−1,T)]

n

Γ(n−1,T)=Γ(n−1)eT∑j=0n−2Tjj!

Beklentiyi yeniden yazmak ve basitleştirmek,

E[X1|X1X2⋯Xn=eT]=Γ(n)Tn−1[eT−∑j=0n−2Tjj!]

(1)(2)n=2n=3(1)


E⁡[X1∣x1x2⋯xn=eT],E⁡[X1∣X1X2⋯Xn=eT].
— Michael Hardy
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.