Question

Difficulty: HardYansızlık (Unbiasedness) ve Yan Miktarı

X1,X2,,XnX_1, X_2, \dots, X_n (n>1n > 1), ortalaması μ\mu ve varyansı σ2\sigma^2 olan bir kitleye ait rastgele bir örneklem olsun. Xˉ\bar{X} örneklem ortalamasını ve S2=1n1i=1n(XiXˉ)2S^2 = \frac{1}{n-1} \sum_{i=1}^n (X_i - \bar{X})^2 örneklem varyansını göstermek üzere, μ2\mu^2 parametresi için T=Xˉ2kS2T = \bar{X}^2 - kS^2 biçiminde bir tahmin edici önerilmiştir.

Buna göre, TT tahmin edicisinin μ2\mu^2 için yansız (unbiased) bir tahmin edici olması için kk sabiti aşağıdakilerden hangisine eşit olmalıdır?

  1. 1n\frac{1}{n}Answer
  2. B
    1n1\frac{1}{n-1}
  3. C
    1n2\frac{1}{n^2}
  4. D
    n1n\frac{n-1}{n}
  5. E
    11

Answer

k sabitinin değeri 1n\frac{1}{n} olmalıdır.
Verilen TT tahmin edicisinin μ2\mu^2 için yansız olabilmesi, E[T]=μ2E[T] = \mu^2 şartını sağlamasına bağlıdır. Beklenen değerin doğrusal olma özelliğinden yararlanarak E[Xˉ2]=μ2+σ2nE[\bar{X}^2] = \mu^2 + \frac{\sigma^2}{n} ve E[S2]=σ2E[S^2] = \sigma^2 ifadeleri yerine yazılır. E[T]=μ2+σ2nkσ2=μ2E[T] = \mu^2 + \frac{\sigma^2}{n} - k\sigma^2 = \mu^2 denkleminden, gerekli düzeltme faktörü olan kk'nın 1n\frac{1}{n} olması gerektiği bulunur.

Step-by-Step Solution

1
Örneklem ortalamasının karesinin beklenen değerini, V(Xˉ)=E[Xˉ2](E[Xˉ])2V(\bar{X}) = E[\bar{X}^2] - (E[\bar{X}])^2 formülünden çekerek hesaplamak.
E[Xˉ2]=V(Xˉ)+(E[Xˉ])2=σ2n+μ2E[\bar{X}^2] = V(\bar{X}) + (E[\bar{X}])^2 = \frac{\sigma^2}{n} + \mu^2
Yansızlık hesabı yapabilmek için öncelikle Xˉ2\bar{X}^2 teriminin beklenen değerini bulmak gerekir.
2
Örneklem varyansının (S2S^2) beklenen değerini hatırlamak.
E[S2]=σ2E[S^2] = \sigma^2
Tahmin edici içerisindeki S2S^2 teriminin beklenen değerini formülde yerine koymak için gereklidir.
3
Önerilen TT tahmin edicisinin beklenen değerini (E[T]E[T]) hesaplamak ve yansızlık şartını (μ2\mu^2'ye eşitlik) uygulamak.
E[T]=E[Xˉ2kS2]=(μ2+σ2n)kσ2=μ2E[T] = E[\bar{X}^2 - kS^2] = \left(\mu^2 + \frac{\sigma^2}{n}\right) - k\sigma^2 = \mu^2
Yansız bir tahmin edicinin beklenen değeri, tahmin edilen parametreye eşit olmalıdır.
4
Elde edilen denklemi kk için çözmek.
σ2nkσ2=0    kσ2=σ2n    k=1n\frac{\sigma^2}{n} - k\sigma^2 = 0 \implies k\sigma^2 = \frac{\sigma^2}{n} \implies k = \frac{1}{n}
Bizden istenen yansızlık katsayısı olan kk değerine ulaşmak içindir.

Key Concept

Bir tahmin edicinin yansızlığı ve varyans formülünden yararlanarak beklenen değer hesabı.
Rate this question