Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

4сем / ПП_4_сем_pdf / ПП _11 _Оценки пар расп

.pdf
Скачиваний:
35
Добавлен:
23.02.2015
Размер:
364.45 Кб
Скачать

качестве оценки максимального правдоподобия параметра λ распределения Пуассона нужно взять выбороч-

ное среднее λ* =

xB

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Случайная величина X распределена по показательному

закону с плотностью распределения

 

f (x)= λeλx

(x 0) и

неизвестным параметром λ . Методом максимального

правдоподобия по выборке x1 ,x2 ,...,xn оценить значение

этого параметра.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕШЕНИЕ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Составим логарифмическую функцию правдоподобия:

 

 

ln L(x1 ,x2 ,...,xn ;λ)=ln(λeλx1 λeλx2 ... λeλxn

)=

 

 

 

 

=ln(λneλxi )= nln λ λ(xi ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d ln L

 

 

n

 

 

 

 

 

Уравнение правдоподобия:

dλ

 

=

 

(xi )= 0 ,

его ре-

 

λ

11.ПП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(xi

) 1

1

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xi

 

 

 

Проверим выполнение достаточных условий экстрему-

ма: d 2 ln L = −

n

< 0 , т.е., λ =

 

1

 

 

– точка максимума,

и в

 

 

 

 

 

dλ2

λ2

xB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

качестве оценки максимального правдоподобия параметра λ показательного распределения нужно взять ве-

личину, обратную выборочному среднему, λ* = 1 , что xB

совпадает с оценкой, полученной методом моментов.

Случайная величина X распределена по нормальному

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (x)

 

 

 

 

 

1

e

(xa)2

 

закону с плотностью распределения

=

 

 

 

2σ2 и

 

σ

2π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

неизвестными параметрами a и σ . Методом максималь-

ПП

ного правдоподобия по выборке x1 ,x2 ,...,xn

оценить значе-

ние этих параметров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.№6. РЕШЕНИЕ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Составим логарифмическую функцию правдоподобия:

 

ln L(x1 ,x2 ,...,xn ;a,σ ) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

e

(x1 a)2

 

1

e

(x2 a)2

1

 

e

(xn a)2

 

 

=ln

 

2σ2

 

2σ2 ...

 

 

2σ2

=

 

 

2π

σ

2π

σ 2π

 

 

 

σ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

(xi a)2

 

 

n

ln (

2π )

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(xi

a)

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

=ln

 

 

 

 

 

 

 

e 2σ

 

 

 

 

 

= −nlnσ

 

 

 

 

 

 

 

 

(

2π )

n

 

 

 

 

2

2σ

2

 

 

 

σ

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнения правдоподобия:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln L

 

xi

na

 

 

 

ln L

 

 

n

 

(xi a)2

 

 

 

 

 

 

a

=

 

 

 

σ

2

 

 

= 0

,

 

 

= −

 

+

σ3

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ

σ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(xi )

 

 

 

 

их

решение

 

(критическая

точка): a =

 

=

 

,

 

 

xB

 

 

 

n

 

(xi a)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ2 =

 

= D .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверка выполнения достаточных условий экстремума показывает, что при этих значениях действительно достигается максимум функции правдоподобия.

ПП11.1. Интервальные оценки параметров распределения

Измерение массы 50 случайно отобранных после изго-

товления деталей дало X B* = 10 г. Есть основания полагать, что генеральная дисперсия σ2 = 0,09.

1)Определить с вероятностью P = 0,95 доверительные границы для средней массы деталей X во всей партии.

2)Определить при тех же условиях, с какой доверительной вероятностью можно гарантировать ошибку выборки, не превышающую 0,05.

3)Определить объем выборки, при котором указанная предельная ошибка ε = 0,05 гарантируется с вероятно-

стью P = 0,95.

РЕШЕНИЕ:

ПП1) На основании теоремы Ляпунова можно исходить из 11.№7. предположения о нормальном распределении массы де-

талей. Дано: n = 50,

 

 

= 10 г, σ2

= 0,09 и P = 0,95. Из

X B*

равенства P = 2Ф(t )= 0,95

по таблицам функции Лапласа

находим t = 1,96, откуда ε =

tσ

=

1,96 0,3 = 0,083 . Таким

 

 

 

 

 

n

50

образом, получаем, что с вероятностью 0,95 средняя масса содержится в промежутке [9,917; 10,083].

2) По величине ε = 0,05 вычисляем

t =

ε

 

n

0,05 50

=1,1785

. По таблицам функции Ла-

 

σ

=

0,3

 

 

 

 

 

пласа P = 2Ф(1,1785)0,76 .

3) Из P = 0,95 находим t = 1,96, откуда

12

tσ 2

1,96 0,3

2

n =

ε

 

=

0,05

 

138,2976 140 .

 

 

 

 

 

Случайная величина Х имеет нормальное распределение. С надежностью γ = 0,95 найти доверительный интервал для оценки неизвестного математического ожидания a, если при объеме выборки n=36 получено Хв =24, s = 3.

РЕШЕНИЕ:

ПППо таблицам распределения Стьюдента при n = 36 и γ =

11.№8.

0,95

находим

 

tγ

=

2,03.

Тогда точность

оценки

 

 

tγ s

=

2,03 3

=1,015 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Доверительный интервал для a

 

 

 

(

 

в 1,015;

 

в +1,015)= (22,985;25,015).

 

 

Х

Х

 

 

Известно, что с.в. Х распределена нормально. По выбор-

 

ке объема n = 25 найдено исправленное выборочное с.к.о.

 

 

s = 0,8 . Найти

доверительный

интервал, покрывающий

 

генеральное с.к.о. с надежностью 0,95.

 

 

РЕШЕНИЕ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 способ. По таблице q = q (n,γ )

и данным n = 25 и γ = 0,95

 

находим q = 0,32 .

Искомый

доверительный

интервал

 

(симметричный):

 

 

 

 

s (1 q)<σ < s (1+ q),

 

0,8 (1 0,32)< σ < 0,8 (1+ 0,32) или 0,544 <σ <1,056 .

 

ПП

2 способ. По

γ = 0,95

находим α = 0,025 и критические

11.№9.

точки для n = 25 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

χ2кр() =13,12 ,

χ2кр(+) = 40,65

 

 

и интервал (несимметричный) для σ :

 

 

 

 

 

 

 

 

s n 1

<σ <

 

s n 1

,

0,625 <σ <1,113 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

χ2

 

 

 

 

χ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кр(+)

 

 

кр()

 

 

Заметим, что оба полученных доверительных интервала с вероятностью 0,95 покрывают неизвестное генеральное с.к.о. σ ; второй интервал, несимметричный относитель-

но s , несколько уже: 1,056 - 0,544 = 0,512; 1,113 - 0,625 = 0,488.

13