의 UMVUE 찾기


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허락하다 X1,X2,...,Xn pdf를 가진 iid 랜덤 변수

fX(x∣θ)=θ(1+x)−(1+θ)I(0,∞)(x)

어디 θ>0. UMVUE에게1θ 분산을 계산

나는 UMVUE를 얻는 두 가지 방법에 대해 배웠습니다.

  • 크 래머-라오로 바운드 (CRLB)
  • 레만-쉐프 테레 옴

나는 두 가지 중 하나를 사용하여 이것을 시도 할 것입니다. 나는 여기서 무슨 일이 일어나고 있는지 완전히 이해하지 못한다는 것을 인정해야하며, 시도한 해결책을 예제 문제에서 근거로 삼고 있습니다. 나 그거있어fX(x∣θ) 전체 1 모수 지수 군으로

h(x)=I(0,∞), c(θ)=θ, w(θ)=−(1+θ), t(x)=log(1+x)

이후 w′(θ)=1 0이 아닌 ΘCRLB 결과가 적용됩니다. 우리는

log fX(x∣θ)=log(θ)−(1+θ)⋅log(1+x)

∂∂θlog fX(x∣θ)=1θ−log(1+x)

∂2∂θ2log fX(x∣θ)=−1θ2

그래서

I1(θ)=−E(−1θ2)=1θ2

그리고 편견이없는 추정기의 CRLB τ(θ) 이다

[τ′(θ)]2n⋅I1(θ)=θ2n[τ′(θ)]2

이후

∑i=1nt(Xi)=∑i=1nlog(1+Xi)

그런 다음 선형 함수 ∑i=1nlog(1+Xi)또는 이와 동등한 선형 함수 1n∑i=1nlog(1+Xi), 기대의 CRLB를 달성하므로 기대의 UMVUE가됩니다. 이후E(log(1+X))=1θ 우리는 UMVUE의 1θ 이다 1n∑i=1nlog(1+Xi)

자연스러운 매개 변수화를 위해 η=−(1+θ)⇒θ=−(η+1)

그때

Var(log(1+X))=ddη(−1η+1)=1(η+1)2=1θ2

이것이 유효한 해결책입니까? 더 간단한 접근법이 있습니까? 이 방법은E(t(x)) 당신이 추정하려고하는 것과 같습니까?


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pdf가 1 모수 지수 군의 일원임을 보여준 시점에서, 가족에 대한 완전한 통계량은 다음과 같습니다.
T(X1,…,Xn)=∑i=1nln⁡(1+Xi)
말했듯이 E(T/n)=1θ, T/n 의 UMVUE입니다 1/θLehmann-Scheffe 정리에 의해.
— StubbornAtom

그래서 "그 이후로 w′(θ)=1 0이 아닙니다 .....θ2n[τ′(θ)]2"관련이 없습니까?
— Remy

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실제로는 아닙니다. 의 분산TCRLB를 사용하면 쉽게 찾을 수 있습니다. 따라서 한 번에 두 가지 문제를 모두 해결하려면 충분한 주장이 필요합니다.
— StubbornAtom

그런 식으로 차이를 찾으려면 θ2n[τ′(θ)]2=θ2n(−1θ2)2=1nθ2? 따라서 이전에 잘못 했습니까?
— Remy

예, 그 차이는 T. 정확하게.
— StubbornAtom

답변:


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당신의 추론은 대부분 맞습니다.

샘플의 조인트 밀도 (X1,X2,…,Xn) 이다

fθ(x1,x2,…,xn)=θn(∏i=1n(1+xi))1+θ1x1,x2,…,xn>0,θ>0⟹ln⁡fθ(x1,x2,…,xn)=nln⁡(θ)−(1+θ)∑i=1nln⁡(1+xi)+ln⁡(1min1≤i≤nxi>0)⟹∂∂θln⁡fθ(x1,x2,…,xn)=nθ−∑i=1nln⁡(1+xi)=−n(∑i=1nln⁡(1+xi)n−1θ)

따라서 우리는 형태로 점수 함수를 표현했습니다

(1)∂∂θln⁡fθ(x1,x2,…,xn)=k(θ)(T(x1,x2,…,xn)−1θ)

이것은 Cramér-Rao 불평등의 평등 조건입니다.

확인하는 것은 어렵지 않습니다

(2)E(T)=1n∑i=1nE(ln⁡(1+Xi))⏟=1/θ=1θ

에서 (1) 과 (2) 우리는 결론을 내릴 수 있습니다

  • 통계 T(X1,X2,…,Xn) 편견이없는 추정량입니다 1/θ.
  • T Cramér-Rao 불평등의 평등 조건을 충족시킵니다.

이 두 가지 사실은 함께 T 의 UMVUE입니다 1/θ.

두 번째 글 머리 기호는 실제로 T Cramér-Rao 하한에 도달 1/θ.

실제로, 당신이 보여준 것처럼

Eθ[∂2∂θ2ln⁡fθ(X1)]=−1θ2

이것은 전체 샘플에 대한 정보 기능이

I(θ)=−nEθ[∂2∂θ2ln⁡fθ(X1)]=nθ2

그래서 Cramér-Rao 하한 1/θ 따라서 UMVUE의 분산은

Var⁡(T)=[ddθ(1θ)]2I(θ)=1nθ2


여기서 우리는 Cramér-Rao 불평등의 목록을 이용했습니다. f 에 의해 매개 변수 θ 통계량 인 경우 (CR 불평등의 규칙적 조건을 유지한다고 가정) T 편견이 없다 g(θ) 일부 기능 g 그것이 CR 불평등의 평등 조건을 만족한다면, 즉

∂∂θln⁡fθ(x)=k(θ)(T(x)−g(θ))
그런 다음 T 의 UMVUE 여야합니다 g(θ). 따라서이 논쟁은 모든 문제에서 작동하지는 않습니다.

또는 Lehmann-Scheffe 정리를 사용하면 다음과 같이 말할 수 있습니다. T=1n∑i=1nln⁡(1+Xi) 의 UMVUE입니다 1/θ 편견이 없기 때문에 1/θ분포 제품군에 대한 충분한 통계입니다. 그T1- 파라미터 지수 패밀리로 샘플의 조인트 밀도의 구조로부터 충분히 경쟁적이다. 그러나 분산T 직접 찾기가 약간 까다로울 수 있습니다.


하나의 분포를 사용할 수도 있습니다 T그 평균을 찾기 위해
— StubbornAtom
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