Составители:
Рубрика:
79
Вероятность
γ
называется надежностью интервальной оценки
или доверительной вероятностью, случайные величины
*
*
,
θθ
–
доверительными границами, а сам интервал
),(
*
*
θθ
иногда назы-
вают доверительным интервалом. Центром этого интервала явля-
ется значение точечной оценки
*
θ
.
Надежность
γ
принято выбирать равной 0.95, 0.99. Тогда со-
бытие, состоящее в том, что интервал
),(
*
*
θθ
покроет параметр
θ
, будет практически достоверным.
Общая теория построения интервальных оценок заключается в
определении случайной величины, зависящей от оцениваемого па-
раметра. Зная распределение этой случайной величины, находят
соответствующие доверительные границы и сам доверительный
интервал с требуемой точностью. Посмотрим, как эта идея реали-
зуется для различных параметров.
4.3. Интервальные оценки математического ожидания
нормального распределения
Пусть генеральная совокупность Х распределена по нормаль-
ному закону ),(
σ
aN , причем параметр
σ
известен, а параметр
a
требуется оценить с надежностью
γ
. По теореме о распределении
выборочных характеристик случайная величина
σ
naX
в
)( −
рас-
пределена по закону
)1,0(N . На рис. 4.3 изображен график функ-
ции плотности этой случайной величины, т.е. кривая
2
2
2
1
x
ey
−
=
π
. Выберем число
γ
x
так, что заштрихованная пло-
щадь равна
γ
, т.е.
()
γ
γ
σ
γ
=<<−
−
)( xxP
naX
в
. (4.8)
80
Рис. 4.3. К построению доверительных интервалов
Это значение легко находится с использованием интегральной
функции Лапласа
2
1
2
2
0
()
x
t
x
edt
π
Φ
−
=
∫
. Действительно,
((0,1))()()2()Px N x x x x
γγγγγ
Φ
ΦΦγ
−
<<=−−= =. (4.9)
Значение
γ
x , удовлетворяющее нелинейному уравнению
()
2
x
γ
γ
Φ
=
, (4.10)
находится по табл. П1.
Так как
σ
> 0, то события
(
)
γ
σ
γ
xx
naX
в
<<−
−
и
n
x
Xa
n
x
X
вв
σσ
γγ
+<<− эквивалентны, а значит, их вероятно-
сти равны:
γ
σσ
γγ
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+<<−
n
x
Xa
n
x
XP
вв
. (4.11)
Таким образом, для параметра
a мы построили доверительный
интервал (интервальную оценку), левая граница которого
γ
x
−
γ
x
р(х)
х
Вероятность γ называется надежностью интервальной оценки р(х)
* *
или доверительной вероятностью, случайные величины θ , θ –
*
доверительными границами, а сам интервал (θ * , θ ) иногда назы-
вают доверительным интервалом. Центром этого интервала явля-
ется значение точечной оценки θ * .
Надежность γ принято выбирать равной 0.95, 0.99. Тогда со-
*
бытие, состоящее в том, что интервал (θ * , θ ) покроет параметр х
− xγ xγ
θ , будет практически достоверным.
Общая теория построения интервальных оценок заключается в Рис. 4.3. К построению доверительных интервалов
определении случайной величины, зависящей от оцениваемого па-
раметра. Зная распределение этой случайной величины, находят Это значение легко находится с использованием интегральной
x t2
соответствующие доверительные границы и сам доверительный −
интервал с требуемой точностью. Посмотрим, как эта идея реали-
функции Лапласа Φ ( x) = 1
2π ∫e
0
2
dt . Действительно,
зуется для различных параметров.
P (− xγ < N (0,1) < xγ ) = Φ ( xγ ) − Φ (− xγ ) = 2Φ ( xγ ) = γ . (4.9)
4.3. Интервальные оценки математического ожидания
нормального распределения Значение xγ , удовлетворяющее нелинейному уравнению
Пусть генеральная совокупность Х распределена по нормаль- γ
Φ ( xγ ) = , (4.10)
ному закону N (a,σ ) , причем параметр σ известен, а параметр a 2
требуется оценить с надежностью γ . По теореме о распределении находится по табл. П1.
( X в − a) n Так как σ > 0, то события − xγ < (X в −a ) n
< xγ и
выборочных характеристик случайная величина рас- σ
σ xγ σ xγ σ
пределена по закону N (0,1) . На рис. 4.3 изображен график функ- Xв − Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- …
- следующая ›
- последняя »
