Question

Difficulty: MediumEtkinlik (Efficiency) ve Göreli Etkinlik

Bir web sunucusuna saniyede gelen bağlantı isteği sayısı, beklenen değeri λ\lambda olan bir Poisson dağılımı izlemektedir. Bu sunucudaki trafiği analiz etmek amacıyla, birbirinden bağımsız olarak rastgele seçilen 3 farklı saniyedeki bağlantı istek sayıları sırasıyla X1,X2X_1, X_2 ve X3X_3 olarak kaydedilmiştir.

Bilinmeyen λ\lambda parametresini tahmin etmek için aşağıdaki iki yansız tahmin edici önerilmiştir:

T1=X1+X2+X33T_1 = \frac{X_1 + X_2 + X_3}{3}
T2=X1+X2+2X34T_2 = \frac{X_1 + X_2 + 2X_3}{4}

Buna göre, T1T_1 tahmin edicisinin mutlak etkinliği (Cramer-Rao alt sınırına ulaşıp ulaşmaması bakımından) ve T1T_1'in T2T_2'ye göre göreli etkinliği (RE(T1,T2)=Var(T2)Var(T1))\left( RE(T_1, T_2) = \frac{Var(T_2)}{Var(T_1)} \right) aşağıdakilerin hangisinde sırasıyla doğru olarak verilmiştir?

  1. Mutlak etkindir, 9/89/8Answer
  2. B
    Mutlak etkindir, 8/98/9
  3. C
    Mutlak etkin değildir, 9/89/8
  4. D
    Mutlak etkin değildir, 8/98/9
  5. E
    Mutlak etkindir, 3/43/4

Answer

T1T_1 mutlak etkindir ve göreli etkinlik oranı 9/89/8'dir.
Doğru cevap, T1T_1'in mutlak etkin olduğunu ve göreli etkinliğin 9/89/8 olduğunu belirten seçenektir. Poisson dağılımında n=3n=3 birimlik örneklem için Fisher bilgi miktarı I(λ)=1/λI(\lambda) = 1/\lambda ve Cramer-Rao alt sınırı (CRLB) 1/(nI(λ))=λ/31/(n \cdot I(\lambda)) = \lambda/3'tür. T1T_1 örneklem ortalamasıdır ve varyansı Var(T1)=λ/3Var(T_1) = \lambda/3'tür. Varyansı CRLB'ye eşit olduğu için T1T_1 mutlak etkindir. T2T_2 ağırlıklı ortalamasının varyansı hesaplanırken bağımsızlık gereği katsayıların karesi alınır: Var(T2)=(12λ+12λ+22λ)/42=6λ/16=3λ/8Var(T_2) = (1^2 \cdot \lambda + 1^2 \cdot \lambda + 2^2 \cdot \lambda)/4^2 = 6\lambda/16 = 3\lambda/8. Göreli etkinlik oranı ise formüle göre hesaplanır: RE(T1,T2)=Var(T2)/Var(T1)=(3λ/8)/(λ/3)=9/8RE(T_1, T_2) = Var(T_2) / Var(T_1) = (3\lambda/8) / (\lambda/3) = 9/8 elde edilir.

Step-by-Step Solution

1
Poisson dağılımı için Cramer-Rao Alt Sınırını (CRLB) hesapla.
n=3n=3 için I(λ)=1/λI(\lambda) = 1/\lambda olduğundan CRLB=1nI(λ)=λ3CRLB = \frac{1}{n \cdot I(\lambda)} = \frac{\lambda}{3} bulunur.
Bir tahmin edicinin mutlak etkin olup olmadığını belirlemek için varyansının CRLB'ye eşit olup olmadığı kontrol edilmelidir.
2
T1T_1 tahmin edicisinin varyansını bul ve mutlak etkinliğini değerlendir.
Var(T1)=Var(Xˉ)=λ3Var(T_1) = Var(\bar{X}) = \frac{\lambda}{3}. Var(T1)=CRLBVar(T_1) = CRLB olduğu için T1T_1 mutlak etkindir.
Mutlak etkinlik, bir yansız tahmin edicinin Cramer-Rao alt sınırına tam olarak ulaştığı (en küçük varyansa sahip olduğu) durumu ifade eder.
3
T2T_2 tahmin edicisinin varyansını hesapla.
Var(T2)=12Var(X1)+12Var(X2)+22Var(X3)42=λ+λ+4λ16=6λ16=3λ8Var(T_2) = \frac{1^2 Var(X_1) + 1^2 Var(X_2) + 2^2 Var(X_3)}{4^2} = \frac{\lambda + \lambda + 4\lambda}{16} = \frac{6\lambda}{16} = \frac{3\lambda}{8}
Ağırlıklı bir ortalamanın varyansı bulunurken, rastgele değişkenlerin bağımsızlığından yararlanılır ve katsayıların kareleri alınarak varyanslar toplanır.
4
T1T_1'in T2T_2'ye göre göreli etkinliğini formülü kullanarak hesapla.
RE(T1,T2)=Var(T2)Var(T1)=3λ/8λ/3=38×31=98RE(T_1, T_2) = \frac{Var(T_2)}{Var(T_1)} = \frac{3\lambda/8}{\lambda/3} = \frac{3}{8} \times \frac{3}{1} = \frac{9}{8}
Bir T1T_1 tahmin edicisinin T2T_2'ye göre göreli etkinliği, varyansların ters oranıdır; yani Var(T2)Var(T_2)'nin Var(T1)Var(T_1)'e bölünmesiyle elde edilir.

Key Concept

Tahmin Edicilerin Etkinliği, Cramer-Rao Alt Sınırı ve Göreli Etkinlik
Estimated Time:1m 30s
Rate this question