Математическая статистика. Баркова Л.Н - 9 стр.

UptoLike

9
()
$
(
)
(
)
2
nn
VM
θθξθ
=−
uur
значение дисперсии оценки
$
(
)
n
θξ
. Предположим, что
оценка
$
(
)
n
θξ
имеет асимптотически нормальное распределение . Другими
словами, нормированная случайная величина
$
(
)
()
n
n
n
V
θξθ
η
θ
=
uur
имеет распределение, которое при
n
→∞
сходится к стандартному нор -
мальному распределению . В этом случае неравенства
$
(
)
()
11
n
n
n
uu
V
βα
θξθ
η
θ
−−
=≤
uur
,
где
q
u
- квантиль уровня q стандартного нормального закона распре-
деления, выполняются с вероятностью , которую при достаточно больших n
можно считать приближенно равной 1
γαβ
=−−
.
Указанные неравенства эквивалентны следующим:
$
(
)
()
$
(
)
()
11nnnn
uVuV
αβ
θξθθθξθ
−−
≤+
uuruur
.
Записанные неравенства еще не дают интервальной оценки для
θ
,
так как их левая и правая части содержат неизвестный параметр
θ
. Под-
ставляя в левую и правую части указанных неравенств вместо
θ
оценку
$
(
)
n
θξ
, получаем окончательно следующие нижнюю и верхнюю границы
для параметра
θ
с коэффициентом доверия 1
γβα
=−−
:
(
)
$
(
)
()
1nnn
uV
α
θξθξθ
=−
uuruur
и
(
)
$
(
)
()
1nnn
uV
β
θξθξθ
=+
uuruur
Изложенный метод является приближенным и может применяться
при достаточно большом объеме случайной выборки . Заметим, что его ис-
пользование фактически связано с "двойным приближением", а именно:
закон распределения оценки заменяют нормальным и, кроме того, в при-
веденных формулах для границ интервальной оценки в дисперсию
(
)
n
V
θ
вместо точного значения
θ
подставляют его оценку
$
(
)
n
θξ
. При малых и
средних объемах случайной выборки применение указанного метода мо-
жет приводить к значительным ошибкам. Поэтому использовать его следу-
ет с достаточной степенью осторожности и лишь в качестве первого при-
ближения.
Пример 1. Рассмотрим построение приближенного доверительного
интервала для параметра р биномиального распределения. Пусть проводи-
лось n = 16 независимых испытаний с неизвестной вероятностью р "успе-
ха" в каждом испытании, при этом наблюдалось к = 8 успехов ". Опреде-
лим значения границ доверительного интервала для р с коэффициентом
доверия
γ
= 0,9.
Значение точечной оценки параметра р определяется как
                                             9
                                               
         (( ) )                                         ( )
                    2
Vn (θ ) =M θ ξn −θ значение дисперсии оценки θ ξn . Предположим, что
            
          ( )
оценка θ ξn имеет асимптотически нормальное распределение. Другими
                                                     
словами, нормированная случайная величина ηn =
                                                θ ξn −θ  ( )
                                                    Vn (θ )
имеет распределение, которое при n → ∞ сходится к стандартному нор-
мальному распределению. В этом случае неравенства
                                
                −u1−β   ≤ηn =
                                ( )
                             θ ξn −θ
                                        ≤u1−α ,
                                Vn (θ )
      где uq - квантиль уровня q стандартного нормального закона распре-
деления, выполняются с вероятностью, которую при достаточно больших n
можно считать приближенно равной γ =1 −α −β .
 Указанные неравенства эквивалентны следующим:
                                        
           θ (ξn ) −u1−α Vn (θ ) ≤ θ ≤θ (ξn ) +u1−β Vn (θ ) .
          Записанные неравенства еще не дают интервальной оценки для θ ,
так как их левая и правая части содержат неизвестный параметр θ . Под-
ставляя в левую и правую части указанных неравенств вместо θ оценку
    
θ (ξn ) , получаем окончательно следующие нижнюю и верхнюю границы
для параметра θ с коэффициентом доверия γ =1 −β −α :
                                                     
               θ (ξn ) =θ (ξn ) −u1−α Vn (θ ) и θ (ξn ) =θ (ξn ) +u1−β Vn (θ )
     Изложенный метод является приближенным и может применяться
при достаточно большом объеме случайной выборки. Заметим, что его ис-
пользование фактически связано с "двойным приближением", а именно:
закон распределения оценки заменяют нормальным и, кроме того, в при-
веденных формулах для границ интервальной оценки в дисперсию Vn (θ )
                                                     
вместо точного значения θ подставляют его оценку θ (ξn ) . При малых и
средних объемах случайной выборки применение указанного метода мо-
жет приводить к значительным ошибкам. Поэтому использовать его следу-
ет с достаточной степенью осторожности и лишь в качестве первого при-
ближения.

      Пример 1. Рассмотрим построение приближенного доверительного
интервала для параметра р биномиального распределения. Пусть проводи-
лось n = 16 независимых испытаний с неизвестной вероятностью р "успе-
ха" в каждом испытании, при этом наблюдалось к = 8 „успехов". Опреде-
лим значения границ доверительного интервала для р с коэффициентом
доверия γ = 0,9.

      Значение точечной оценки параметра р определяется как