Question

Difficulty: HardYansızlık (Unbiasedness) ve Yan Miktarı

Bir çağrı merkezine belirli bir saat diliminde gelen çağrı sayısı, λ\lambda parametreli Poisson dağılımına sahiptir. Bu süreçten nn çaplı bağımsız bir rastgele örneklem (X1,X2,,XnX_1, X_2, \dots, X_n) alınmıştır.

λ2\lambda^2 parametresini tahmin etmek amacıyla θ^=Xˉ2\hat{\theta} = \bar{X}^2 tahmin edicisi önerilmiştir.

Buna göre, bu tahmin edicinin yan miktarı (bias) aşağıdakilerden hangisidir?

  1. A
    0
  2. B
    λn-\frac{\lambda}{n}
  3. λn\frac{\lambda}{n}Answer
  4. D
    λ2n\frac{\lambda^2}{n}
  5. E
    λn2\frac{\lambda}{n^2}

Answer

Önerilen tahmin edicinin yan miktarı λn\frac{\lambda}{n} olarak bulunmuştur.
Yan miktarı, tahmin edicinin beklenen değeri ile gerçek parametre değeri arasındaki farktır. Xˉ2\bar{X}^2'nin beklenen değeri, örneklem ortalamasının varyansı ile kendi beklenen değerinin karesinin toplamına eşittir (E[Xˉ2]=Var(Xˉ)+(E[Xˉ])2E[\bar{X}^2] = Var(\bar{X}) + (E[\bar{X}])^2). Poisson dağılımı için bu değer λn+λ2\frac{\lambda}{n} + \lambda^2 olur. Formülden λ2\lambda^2 çıkarıldığında, geriye yan miktarı olan λn\frac{\lambda}{n} kalır.

Step-by-Step Solution

1
Yan miktarı (bias) formülünü problemdeki değişkenlere göre tanımlayın.
B(θ^)=E[θ^]θ    B(Xˉ2)=E[Xˉ2]λ2B(\hat{\theta}) = E[\hat{\theta}] - \theta \implies B(\bar{X}^2) = E[\bar{X}^2] - \lambda^2
Bir tahmin edicinin yan miktarını bulmak için tahmin edicinin beklenen değerinden tahmin edilmek istenen gerçek parametre değeri çıkarılmalıdır.
2
Poisson dağılımının özelliklerini kullanarak örneklem ortalamasının beklenen değerini ve varyansını belirleyin.
E[Xi]=λE[X_i] = \lambda ve Var(Xi)=λVar(X_i) = \lambda olduğundan, E[Xˉ]=λE[\bar{X}] = \lambda ve Var(Xˉ)=λnVar(\bar{X}) = \frac{\lambda}{n} elde edilir.
Xˉ2\bar{X}^2 tahmin edicisinin beklenen değerini doğrudan hesaplayamayacağımız için, ortalamanın bilinen temel istatistiksel özelliklerine ihtiyaç duyarız.
3
Varyans ve beklenen değer arasındaki temel ilişkiyi kullanarak E[Xˉ2]E[\bar{X}^2] ifadesini hesaplayın.
Var(Xˉ)=E[Xˉ2](E[Xˉ])2    E[Xˉ2]=λn+λ2Var(\bar{X}) = E[\bar{X}^2] - (E[\bar{X}])^2 \implies E[\bar{X}^2] = \frac{\lambda}{n} + \lambda^2
Karesel bir tahmin edicinin beklenen değeri, varyans formülü üzerinden çekilerek matematiksel olarak hatasız şekilde bulunur.
4
Bulunan beklenen değeri ilk adımdaki yan miktarı formülünde yerine koyarak sonuca ulaşın.
B(Xˉ2)=(λn+λ2)λ2=λnB(\bar{X}^2) = \left( \frac{\lambda}{n} + \lambda^2 \right) - \lambda^2 = \frac{\lambda}{n}
Tahmin edicinin parametreden ne kadar saptığını veren nihai yan miktarını elde etmek için son çıkarma işlemi uygulanır.

Key Concept

Örneklem Ortalamasının Karesinin Beklenen Değeri ve Yan Miktarı Formülasyonu

Alternative Method

E[Xˉ2]E[\bar{X}^2] değeri toplam sembolü özellikleri kullanılarak da doğrudan açılabilir: E[(1nXi)2]=1n2(E[Xi2]+ijE[Xi]E[Xj])E[(\frac{1}{n}\sum X_i)^2] = \frac{1}{n^2} \left( \sum E[X_i^2] + \sum_{i \neq j} E[X_i]E[X_j] \right). Bu formüle Poisson özelliklerini uygulayarak da aynı sonuca ulaşmak mümkündür, fakat varyans denkliği her zaman daha az hata riski taşır.
Estimated Time:2m 0s
Rate this question