Tutarlılık (Consistency)

9 questions

Question 1Question

Bir kitleden çekilen X1,X2,,XnX_1, X_2, \dots, X_n bağımsız ve aynı dağılımlı (iid) rastgele örnekleminin beklenen değeri E(Xi)=μE(X_i) = \mu ve varyansı 0<Var(Xi)=σ2<0 < Var(X_i) = \sigma^2 < \infty şeklindedir.

Kitle ortalaması μ\mu'yü tahmin etmek amacıyla, örneklem çapı nn \to \infty iken aşağıdaki üç farklı tahmin edici tanımlanmıştır:

I. T1=Xˉn+ln(n)nT_1 = \bar{X}_n + \frac{\ln(n)}{\sqrt{n}}
II. T2=X1+X2+X33T_2 = \frac{X_1 + X_2 + X_3}{3}
III. T3=nn1XˉnT_3 = \frac{n}{n-1} \bar{X}_n

Bu tahmin edicilerin yansızlık (unbiasedness) ve tutarlılık (consistency) özellikleri dikkate alındığında, aşağıda verilen ifadelerden hangisi kesinlikle doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: T1T_1 yanlı bir tahmin edici olmasına rağmen tutarlıdır; T2T_2 ise yansız bir tahmin edici olmasına karşın tutarsızdır.

Answer

Verilen tahmin ediciler analiz edildiğinde, T1T_1'in yanlı fakat tutarlı olduğu, T2T_2'nin ise yansız olmasına rağmen tutarsız olduğu görülmektedir.
T1T_1 tahmin edicisi beklenen değerine ln(n)n\frac{\ln(n)}{\sqrt{n}} kadar yan içerdiği için yanlıdır; ancak nn \to \infty iken hem varyansı (σ2n)\left(\frac{\sigma^2}{n}\right) hem de yan miktarı sıfıra yaklaştığı için Hata Kareler Ortalaması (MSE) sıfır olur ve tutarlılık şartını sağlar. Buna karşın T2T_2 tahmin edicisi sadece ilk 3 gözlemi kullandığı için yansız olmasına rağmen varyansı σ23\frac{\sigma^2}{3}'te sabit kalır. Varyansı sıfıra gitmediği için olasılıkta yakınsama gerçekleşmez ve tutarsız bir tahmin edicidir.

Step-by-Step Solution

1
T1T_1 tahmin edicisinin yansızlık ve tutarlılığını analiz et.
E(T1)=μ+ln(n)nE(T_1) = \mu + \frac{\ln(n)}{\sqrt{n}} olduğundan T1T_1 yanlıdır. Ancak nn \to \infty iken L'Hopital kuralı ile yan miktarı sıfıra yakınsar. Var(T1)=σ2n0Var(T_1) = \frac{\sigma^2}{n} \to 0'dır. Hata Kareler Ortalaması MSE=Var+Bias20MSE = Var + Bias^2 \to 0 olduğu için T1T_1 tutarlıdır.
Bir tahmin edicinin tutarlılığını kanıtlamak için asimptotik olarak hem varyansının hem de yanlılığının karesinin sıfıra gitmesi yeterlidir.
2
T2T_2 tahmin edicisinin yansızlık ve tutarlılığını analiz et.
E(T2)=μ+μ+μ3=μE(T_2) = \frac{\mu+\mu+\mu}{3} = \mu olduğundan yansızdır. Ancak varyansı Var(T2)=σ23Var(T_2) = \frac{\sigma^2}{3} sabittir ve nn \to \infty iken sıfıra gitmez. Bu nedenle olasılıkta kitle ortalamasına yakınsayamaz ve tutarsızdır.
Yansız bir tahmin edicinin tutarlı olabilmesi için varyansının limit durumunda sıfıra eşitlenmesi veya farklı bir yolla Chebyshev eşitsizliğini sağlaması gerekir.
3
T3T_3 tahmin edicisinin özelliklerini değerlendir.
E(T3)=nn1μμE(T_3) = \frac{n}{n-1}\mu \neq \mu olduğundan yanlıdır. Yan miktarı μn10\frac{\mu}{n-1} \to 0'dır. Var(T3)=n(n1)2σ20Var(T_3) = \frac{n}{(n-1)^2}\sigma^2 \to 0 olduğu için MSE0MSE \to 0 olur ve T3T_3 de tutarlıdır.
Tahmin edici yapısındaki katsayıların asimptotik davranışını inceleyerek limit özelliklerini teyit etmek.
4
Seçenekleri elde edilen matematiksel kanıtlarla karşılaştır.
Sadece T1T_1'in yanlı ama tutarlı olduğu ve T2T_2'nin yansız olmasına rağmen tutarsız olduğu ifade edilen seçenek doğru bilgiyi yansıtmaktadır.
Soruda kesinlikle doğru olan yargının tespit edilmesi istenmektedir.

Key Concept

Hata Kareler Ortalaması (MSE) Yoluyla Tutarlılık ve Yansızlık Analizi
Estimated Time:2m 30s
Question 2Question

Bir araştırma merkezinde çalışan istatistikçi, kitle ortalaması olan μ\mu parametresini kestirmek için nn çaplı bağımsız ve aynı dağılımlı rastgele örneklem üzerinden iki farklı istatistik tanımlamıştır (n2n \ge 2). Kitle varyansının σ2\sigma^2 (sonlu ve sıfırdan farklı) olduğu bilinmektedir.

İstatistikçinin tanımladığı kestiriciler şunlardır:
I. μ^1=nn+2Xˉ\hat{\mu}_1 = \frac{n}{n+2} \bar{X}
II. μ^2=25X1+35Xn\hat{\mu}_2 = \frac{2}{5} X_1 + \frac{3}{5} X_n

Bu iki kestiricinin büyük örneklem özellikleri (asimptotik davranışları) ve yansızlık durumları dikkate alındığında, aşağıdaki değerlendirmelerden hangisi istatistiksel olarak kesinlikle doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: μ^1\hat{\mu}_1 kestiricisi μ\mu için yanlı bir yapıya sahip olmakla birlikte tutarlılık şartını sağlar; μ^2\hat{\mu}_2 kestiricisi ise yansız olmasına karşın tutarlılık özelliğini göstermez.

Answer

Doğru yanıt, ilk tahmin edicinin yanlı ama tutarlı, ikinci tahmin edicinin ise yansız ama tutarsız olduğunu belirten seçenektir.
İlk kestirici sonlu örneklemde yanlıdır ancak örneklem çapı sonsuza giderken hem taşıdığı yan miktarı hem de varyansı sıfıra asimptotik olarak yakınsar. Bu nedenle Hata Kareler Ortalaması (MSE) limit durumunda sıfır olur ve olasılıkta yakınsama sağlanarak tutarlılık elde edilir. İkinci kestirici ise gözlem değerlerinin sabit bir doğrusal kombinasyonu olduğundan yansızdır; ancak örneklem hacmi ne kadar büyürse büyüsün, içindeki gözlem sayısı sabit kaldığı için varyansı sabit kalır ve sıfıra gitmez. Dolayısıyla büyük örneklemlerde parametre üzerine yığılmaz ve tutarsızdır.

Step-by-Step Solution

1
μ^1\hat{\mu}_1 kestiricisinin beklenen değerini hesaplayarak yansızlığını incelemek.
E(μ^1)=nn+2E(Xˉ)=nn+2μE(\hat{\mu}_1) = \frac{n}{n+2} E(\bar{X}) = \frac{n}{n+2} \mu bulunur. Beklenen değer μ\mu'ye eşit olmadığından μ^1\hat{\mu}_1 yanlıdır.
Bir kestiricinin beklenen değeri, kitle parametresine eşit değilse kestirici yanlı kabul edilir.
2
μ^1\hat{\mu}_1 kestiricisinin Hata Kareler Ortalaması'nın (MSE) limitini alarak tutarlılığını analiz etmek.
Yan miktarı 2μn+2-\frac{2\mu}{n+2} ve varyansı (nn+2)2σ2n\left(\frac{n}{n+2}\right)^2 \frac{\sigma^2}{n} olarak hesaplanır. nn \to \infty için hem yan miktarı hem de varyans sıfıra yakınsadığından MSE sıfıra gider ve μ^1\hat{\mu}_1 tutarlı olur.
Chebyshev eşitsizliği gereği, Hata Kareler Ortalaması asimptotik olarak sıfıra yakınsayan kestiriciler tutarlıdır.
3
μ^2\hat{\mu}_2 kestiricisinin beklenen değerini hesaplayarak yansızlığını incelemek.
E(μ^2)=25E(X1)+35E(Xn)=25μ+35μ=μE(\hat{\mu}_2) = \frac{2}{5} E(X_1) + \frac{3}{5} E(X_n) = \frac{2}{5}\mu + \frac{3}{5}\mu = \mu elde edilir. Bu durum μ^2\hat{\mu}_2'nin yansız olduğunu gösterir.
Doğrusal kombinasyonun katsayıları toplamı 1 olduğu için istatistiğin beklenen değeri kitle ortalamasına eşittir.
4
μ^2\hat{\mu}_2 kestiricisinin varyansının asimptotik durumunu analiz etmek.
Var(μ^2)=(25)2σ2+(35)2σ2=1325σ2Var(\hat{\mu}_2) = \left(\frac{2}{5}\right)^2 \sigma^2 + \left(\frac{3}{5}\right)^2 \sigma^2 = \frac{13}{25}\sigma^2 bulunur. Örneklem hacmi artsa bile varyans sıfıra yakınsamaz (sabit kalır). Bu sebeple μ^2\hat{\mu}_2 tutarsızdır.
Tutarlı bir kestiricinin sonsuz örneklemde varyansının sönümlenerek sıfıra çökmesi gerekir.

Key Concept

Yansızlık ve Tutarlılık Kavramlarının Ayrımı (Örneklem Ortalamasının Türevleri)
Question 3Question

Bir çağrı merkezine gelen günlük çağrı sayısı, ortalaması λ\lambda olan Poisson dağılımına uymaktadır. Bu çağrı merkezinin nn günlük rassal örneklemi (X1,X2,,XnX_1, X_2, \dots, X_n) gözlemlenmiştir.

İstatistik birimi, kitle ortalaması olan λ\lambda parametresini tahmin etmek için aşağıdaki iki farklı tahmin ediciyi önermiştir:

TA=i=1nXi+1nT_A = \frac{\sum_{i=1}^{n} X_i + 1}{n}
TB=X1+X2+X33T_B = \frac{X_1 + X_2 + X_3}{3}
(Örneklem çapının n3n \ge 3 olduğu varsayıldığı durumlarda geçerlidir.)

Örneklem çapı sonsuza giderken (nn \to \infty), bu iki tahmin edicinin yansızlık ve tutarlılık özellikleri incelendiğinde aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: TAT_A yanlı olmasına rağmen tutarlı bir tahmin edicidir, TBT_B ise yansız olmasına rağmen tutarsız bir tahmin edicidir.

Answer

TAT_A tahmin edicisi yanlı fakat tutarlıdır; TBT_B tahmin edicisi ise yansız fakat tutarsızdır.
Bir tahmin edicinin yansızlığı, sonlu örneklem çapı için beklenen değerinin bilinmeyen parametreye eşit olmasıdır. TAT_A tahmin edicisinin beklenen değeri λ+1n\lambda + \frac{1}{n} olduğundan λ\lambda'dan farklıdır ve yanlıdır. TBT_B ise tam olarak λ\lambda beklenen değerini verdiği için yansızdır. Tutarlılık ise asimptotik bir kavram olup, tahmin edicinin varyansının ve yan miktarının nn \to \infty iken sıfıra yaklaşmasını gerektirir (böylece Hata Kareler Ortalaması sıfıra gider). TAT_A'nın varyansı λn\frac{\lambda}{n} olup nn sonsuza giderken sıfıra yakınsarken, TBT_B'nin varyansı λ3\frac{\lambda}{3}'tür ve nn'den bağımsız sabit bir değerdir. Bu nedenle yeni veriler eklendikçe belirsizliği daralmayan TBT_B tutarsız, asimptotik yansızlığa sahip olup varyansı sıfıra giden TAT_A ise tutarlıdır.

Step-by-Step Solution

1
TAT_A tahmin edicisinin yansızlık durumunun incelenmesi
E(TA)=E(i=1nXi+1n)=nλ+1n=λ+1nE(T_A) = E\left(\frac{\sum_{i=1}^{n} X_i + 1}{n}\right) = \frac{n\lambda + 1}{n} = \lambda + \frac{1}{n} elde edilir.
Bir tahmin edicinin beklenen değeri doğrudan kitle parametresine (λ\lambda) eşitse yansızdır. Burada λ+1nλ\lambda + \frac{1}{n} \neq \lambda olduğu için TAT_A yanlıdır.
2
TAT_A tahmin edicisinin tutarlılık durumunun incelenmesi
Var(TA)=Var(Xi+1n)=nλn2=λnVar(T_A) = Var\left(\frac{\sum X_i + 1}{n}\right) = \frac{n\lambda}{n^2} = \frac{\lambda}{n} bulunur. nn \to \infty için E(TA)λE(T_A) \to \lambda ve Var(TA)0Var(T_A) \to 0 olur.
Asimptotik olarak yansız olan ve varyansı sıfıra giden bir tahmin edicinin MSE değeri sıfıra gittiği için bu tahmin edici tutarlıdır. Bu nedenle TAT_A tutarlıdır.
3
TBT_B tahmin edicisinin yansızlık durumunun incelenmesi
E(TB)=E(X1+X2+X33)=λ+λ+λ3=λE(T_B) = E\left(\frac{X_1 + X_2 + X_3}{3}\right) = \frac{\lambda + \lambda + \lambda}{3} = \lambda elde edilir.
Beklenen değeri hesaplandığında kitle parametresine eşit olduğu için TBT_B yansız bir tahmin edicidir.
4
TBT_B tahmin edicisinin tutarlılık durumunun incelenmesi
Var(TB)=Var(X1+X2+X33)=λ+λ+λ9=3λ9=λ3Var(T_B) = Var\left(\frac{X_1 + X_2 + X_3}{3}\right) = \frac{\lambda + \lambda + \lambda}{9} = \frac{3\lambda}{9} = \frac{\lambda}{3} bulunur. nn \to \infty iken varyans sıfıra gitmez.
Tutarlılık için varyansın örneklem büyüdükçe daralması ve sıfıra yakınsaması gerekir. Sabit bir varyansa sahip olduğu için TBT_B tutarsızdır.

Key Concept

Tahmin Edicilerde Yansızlık ve Tutarlılık
Question 4Question

Bir kitleye ait beklenen değer E(Xi)=θE(X_i) = \theta ve varyans Var(Xi)=σ2<Var(X_i) = \sigma^2 < \infty olmak üzere, bu kitleden çekilen nn birimlik X1,X2,,XnX_1, X_2, \dots, X_n bağımsız ve aynı dağılımlı (iid) rassal örneklemi kullanılarak θ\theta parametresi için aşağıdaki iki tahmin edici önerilmiştir:

I. T1=X1T_1 = X_1
II. T2=1n+1i=1nXiT_2 = \frac{1}{n+1} \sum_{i=1}^n X_i

Buna göre, nn \to \infty durumunda bu tahmin edicilerin yansızlık ve tutarlılık özellikleri ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: T1T_1 yansız ancak tutarsızdır; T2T_2 ise yanlı ancak tutarlıdır.

Answer

T1T_1 yansız ancak tutarsızdır; T2T_2 ise yanlı ancak tutarlıdır.
T1T_1 tahmin edicisi kitle ortalamasına eşit bir beklenen değere sahip olduğu için yansızdır, ancak varyansı örneklem büyüklüğüne bağlı kalmaksızın sabit (σ2\sigma^2) olduğundan tutarsızdır. T2T_2 tahmin edicisi ise paydadaki n+1n+1 nedeniyle yanlıdır, ancak örneklem hacmi arttıkça hem yan miktarı hem de varyansı sıfıra yaklaştığı için tutarlıdır.

Step-by-Step Solution

1
T1T_1 tahmin edicisinin özelliklerini belirleyin.
E(T1)=E(X1)=θE(T_1) = E(X_1) = \theta (Yansız). Var(T1)=Var(X1)=σ2Var(T_1) = Var(X_1) = \sigma^2.
Yansızlık için beklenen değerin parametreye eşit olması gerekir. Tutarlılık için ise nn \to \infty iken tahmin edicinin parametreye olasılıkta yakınsaması (Var0Var \to 0) gerekir.
2
T1T_1 için tutarlılık kontrolü yapın.
limnVar(T1)=σ20\lim_{n\to\infty} Var(T_1) = \sigma^2 \neq 0.
Örneklem hacmi ne kadar artarsa artsın, T1T_1 sadece ilk gözleme bağlı olduğundan varyansı azalmaz ve parametreye yakınsamaz, dolayısıyla tutarsızdır.
3
T2T_2 tahmin edicisinin beklenen değerini hesaplayın.
E(T2)=nn+1θθE(T_2) = \frac{n}{n+1} \theta \neq \theta (Yanlı).
T2T_2 tahmin edicisi nn+1Xˉ\frac{n}{n+1}\bar{X} şeklinde ifade edilebilir. Katsayı 1'den farklı olduğu için yansız değildir.
4
T2T_2 için Hata Kareler Ortalamasını (MSE) hesaplayarak tutarlılığı kontrol edin.
MSE(T2)=nσ2(n+1)2+(θn+1)2MSE(T_2) = \frac{n\sigma^2}{(n+1)^2} + \left(\frac{-\theta}{n+1}\right)^2. limnMSE(T2)=0\lim_{n\to\infty} MSE(T_2) = 0.
Hata kareler ortalaması sıfıra gittiği için (hem varyans hem de yan miktarının karesi asimptotik olarak sıfır olur), T2T_2 tutarlı bir tahmin edicidir.

Key Concept

Tutarlılık (Consistency) için yeterli koşul, Hata Kareler Ortalamasının (MSE) örneklem hacmi sonsuza giderken sıfıra yakınsamasıdır. Bir tahmin edicinin tutarlı olması için mutlaka yansız olması gerekmez; yanlı olup asimptotik olarak parametreye yakınsayabilir.
Question 5Question

Beklenen değeri E(X)=θE(X) = \theta ve varyansı 0<Var(X)=σ2<0 < Var(X) = \sigma^2 < \infty olan bir ana kütleden nn birimlik bağımsız ve aynı dağılımlı bir rastgele örneklem (X1,X2,,XnX_1, X_2, \dots, X_n) çekilmiştir. θ\theta parametresini tahmin etmek amacıyla aşağıdaki iki tahmin edici tanımlanmıştır:

T1=X1T_1 = X_1
T2=n+1nXˉT_2 = \frac{n+1}{n} \bar{X}

Buna göre, örneklem hacmi sonsuza giderken (nn \rightarrow \infty) bu tahmin edicilerin tutarlılık (consistency) özellikleri hakkında aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: T1T_1 tutarsız bir tahmin edicidir, T2T_2 ise tutarlıdır.

Answer

İlk gözlem değeri olan tahmin edicinin varyansı sıfıra yakınsamadığı için tutarsızdır; örneklem ortalamasının genişletilmiş hali ise asimptotik olarak yansız ve varyansı sıfıra gittiği için tutarlıdır.
Doğru seçenek, ilk gözlemin varyansının örneklem hacmi artsa bile azalmadığını (tutarsız olduğunu) ve katsayılı örneklem ortalamasının ise hem beklenen değerinin parametreye yaklaştığını hem de varyansının sıfıra indiğini (tutarlı olduğunu) ifade eden açıklamadır.

Step-by-Step Solution

1
T1T_1 tahmin edicisinin asimptotik davranışını inceleyin.
E(T1)=θE(T_1) = \theta (yansız) ve Var(T1)=σ2Var(T_1) = \sigma^2.
Tutarlılık için Var(Tn)0Var(T_n) \rightarrow 0 şartı kontrol edilmelidir. Burada nn \rightarrow \infty iken σ20\sigma^2 \neq 0 olduğundan T1T_1 tutarsızdır.
2
T2T_2 tahmin edicisinin beklenen değer limitini hesaplayın.
E(T2)=n+1nE(Xˉ)=n+1nθθE(T_2) = \frac{n+1}{n} E(\bar{X}) = \frac{n+1}{n} \theta \rightarrow \theta.
Tahmin edicinin asimptotik olarak yansız olup olmadığı tutarlılık için önemli bir göstergedir.
3
T2T_2 tahmin edicisinin varyans limitini hesaplayın.
Var(T2)=(n+1n)2Var(Xˉ)=(n+1n)2σ2n10=0Var(T_2) = (\frac{n+1}{n})^2 Var(\bar{X}) = (\frac{n+1}{n})^2 \frac{\sigma^2}{n} \rightarrow 1 \cdot 0 = 0.
Hem asimptotik yansızlık şartı sağlandığı hem de varyans sıfıra gittiği için T2T_2 tutarlı bir tahmin edicidir.

Key Concept

Hata Kareler Ortalaması (MSE) sıfıra giden tahmin ediciler tutarlıdır.

Practice More

Tutarlılık için asimptotik yansızlık ve varyansın sıfıra gitme şartlarını diğer parametre tahmin edicileri (örneğin maksimum olabilirlik tahmin edicileri) üzerinde test edebilirsiniz.
Estimated Time:50s
Question 6Question

Beklenen değeri E(X)=θE(X) = \theta ve varyansı 0<Var(X)=σ2<0 < Var(X) = \sigma^2 < \infty olan bir kitleye ait nn birimlik bağımsız ve aynı dağılımlı bir örneklem dikkate alınsın. θ\theta parametresini tahmin etmek amacıyla aşağıdaki iki istatistik önerilmiştir:

I. T1=n+1nXˉT_1 = \frac{n+1}{n} \bar{X}
II. T2=X1T_2 = X_1

Buna göre, örneklem hacmi sonsuza giderken (nn \rightarrow \infty) bu tahmin edicilerin tutarlılık (consistency) özellikleri hakkında aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: T1T_1 tutarlı bir tahmin edici iken, T2T_2 tutarsız bir tahmin edicidir.

Answer

T1T_1 tahmin edicisi asimptotik olarak yansız ve varyansı sıfıra gittiği için tutarlı iken, T2T_2 tahmin edicisinin varyansı örneklem hacminden bağımsız olarak sabit kaldığı için tutarsızdır.
Doğru seçenek, T1T_1'in yanlı olmasına rağmen asimptotik olarak beklenen değerinin θ\theta'ya yaklaşması ve varyansının sıfıra gitmesi nedeniyle tutarlı olduğunu; T2T_2'nin ise yansız olmasına rağmen varyansının σ2\sigma^2 olarak sabit kalması nedeniyle tutarsız olduğunu ifade eder.

Step-by-Step Solution

1
T1T_1 için beklenen değer ve varyans limitlerini hesaplayın.
E(T1)=n+1nθθE(T_1) = \frac{n+1}{n}\theta \rightarrow \theta ve Var(T1)=(n+1n)2σ2n0Var(T_1) = (\frac{n+1}{n})^2 \frac{\sigma^2}{n} \rightarrow 0
Tutarlılık için asimptotik yansızlık ve varyansın sıfıra gitmesi yeterli şartlardır.
2
T2T_2 için beklenen değer ve varyans limitlerini hesaplayın.
E(T2)=θE(T_2) = \theta ve Var(T2)=σ2Var(T_2) = \sigma^2
T2T_2 sadece tek bir gözlem kullandığı için varyansı nn değerinden etkilenmez.
3
Sonuçları karşılaştırarak tutarlılık durumunu belirleyin.
T1T_1 tutarlı, T2T_2 tutarsızdır.
T2T_2'nin varyansı nn \rightarrow \infty iken σ2>0\sigma^2 > 0 kalmaktadır, bu da zayıf büyük sayılar yasasına göre yakınsamayı engeller.

Key Concept

Bir tahmin edicinin tutarlı olabilmesi için örneklem hacmi büyüdükçe Hata Kareler Ortalamasının (MSE) sıfıra gitmesi (yani hem yan miktarının hem de varyansın sıfıra yaklaşması) gerekir.
Question 7Question

Bir kitleye ait beklenen değer E(X)=θE(X) = \theta ve varyans Var(X)=σ2<Var(X) = \sigma^2 < \infty olsun. Bu kitleden çekilen nn birimlik bağımsız ve aynı dağılımlı bir örnekleme dayalı olarak tanımlanan θ^1=X1\hat{\theta}_1 = X_1 ve θ^2=Xˉ+1n\hat{\theta}_2 = \bar{X} + \frac{1}{n} tahmin edicileri ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: θ^1\hat{\theta}_1 yansız ancak tutarsızdır; θ^2\hat{\theta}_2 yanlı ancak tutarlıdır.

Answer

İlk tahmin edici (X1X_1) yansız olmasına rağmen varyansı sıfıra gitmediği için tutarsızdır; ikinci tahmin edici ise yanlı olmasına rağmen hata kareler ortalaması sıfıra gittiği için tutarlıdır.
Tahmin edicilerin tutarlılığı, örneklem hacmi büyüdükçe tahmin edicinin gerçek parametre değerine ne kadar yaklaştığıyla ilgilidir. Sadece ilk gözlemi kullanan tahmin edici (X1X_1) yansızdır ancak bilgi artışı (n'in artması) hassasiyetini artırmaz, dolayısıyla tutarsızdır. Örneklem ortalamasına bir ekleme yapan tahmin edici (Xˉ+1/n\bar{X} + 1/n) ise yanlıdır, fakat n büyüdükçe bu yan etkisi (1/n1/n) ve varyansı (Var(Xˉ)Var(\bar{X})) sıfıra gider, bu da onu tutarlı kılar.

Step-by-Step Solution

1
θ^1=X1\hat{\theta}_1 = X_1 tahmin edicisinin özelliklerini belirle.
E(θ^1)=θE(\hat{\theta}_1) = \theta (Yansız) ve Var(θ^1)=σ2Var(\hat{\theta}_1) = \sigma^2.
Tek bir gözlemin beklenen değeri kitle ortalamasına eşittir, ancak varyansı örneklem hacminden (nn) bağımsızdır.
2
θ^1\hat{\theta}_1 için tutarlılığı kontrol et.
limnVar(θ^1)=σ20\lim_{n \to \infty} Var(\hat{\theta}_1) = \sigma^2 \neq 0.
Varyans nn \to \infty iken sıfıra yakınsamadığı için tahmin edici tutarsızdır.
3
θ^2=Xˉ+1n\hat{\theta}_2 = \bar{X} + \frac{1}{n} tahmin edicisinin özelliklerini belirle.
E(θ^2)=θ+1nE(\hat{\theta}_2) = \theta + \frac{1}{n} (Yanlı) ve Var(θ^2)=Var(Xˉ)=σ2nVar(\hat{\theta}_2) = Var(\bar{X}) = \frac{\sigma^2}{n}.
Örneklem ortalamasına sabit bir değer eklenmesi varyansı değiştirmez ancak beklenen değeri kaydırır.
4
θ^2\hat{\theta}_2 için tutarlılığı kontrol et.
limnE(θ^2)=θ\lim_{n \to \infty} E(\hat{\theta}_2) = \theta ve limnVar(θ^2)=0\lim_{n \to \infty} Var(\hat{\theta}_2) = 0.
Hata Kareler Ortalaması (MSE) sıfıra gittiği için (veya olasılıkta yakınsama şartı sağlandığı için) tahmin edici tutarlıdır.

Key Concept

Bir tahmin edicinin tutarlı olması için örneklem hacmi sonsuza giderken parametreye olasılıkta yakınsaması gerekir; bu genellikle asimptotik yansızlık ve varyansın sıfıra gitmesi ile sağlanır.

Hints

1
Tutarlılık için örneklem hacmi (nn) sonsuza giderken tahmin edicinin varyansının ve yan miktarının nasıl değiştiğine bakın.
2
X1X_1 tahmin edicisinin varyansı nn'e bağlı mıdır? Eğer değilse nn \to \infty limitinde sıfır olur mu?
3
Hata Kareler Ortalaması (MSE) hem yan miktarının karesini hem de varyansı içerir. MSE'si sıfıra giden tahmin ediciler tutarlıdır.

Practice More

Yansızlık ve tutarlılık arasındaki farkı daha iyi anlamak için sadece X1X_1 ve XnX_n gözlemlerinin ortalamasını alan bir tahmin edicinin özelliklerini inceleyin.

Alternative Method

Chebyshev eşitsizliğini kullanarak olasılıkta yakınsamayı kontrol edebilirsiniz; ancak bu soru için beklenen değer ve varyans limitlerine bakmak en hızlı yoldur.
Estimated Time:50s
Question 8Question

Bir kitle parametresi θ\theta için önerilen iki farklı tahmin ediciye ilişkin şu bilgiler verilmektedir:

- T1T_1 tahmin edicisi her örneklem hacminde yansızdır (E(T1)=θE(T_1) = \theta) ancak örneklem hacmi nn sonsuza giderken varyansı sıfıra yaklaşmamaktadır (Var(T1)c>0Var(T_1) \rightarrow c > 0).
- T2T_2 tahmin edicisi yanlı bir tahmin edicidir ancak nn \rightarrow \infty iken hata kareler ortalaması (MSE) sıfıra yaklaşmaktadır (MSE(T2)0MSE(T_2) \rightarrow 0).

Bu bilgilere göre, tutarlılık (consistency) özelliği bakımından aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: T2T_2 tutarlı bir tahmin edicidir, T1T_1 ise tutarlı bir tahmin edici değildir.

Answer

Hata kareler ortalaması sıfıra giden tahmin edici (T2T_2) tutarlıdır, varyansı sıfıra gitmeyen yansız tahmin edici (T1T_1) tutarlı değildir.
Tutarlılık, örneklem hacmi sonsuza giderken tahmin edicinin gerçek parametre değerine olasılıkta yakınsamasıdır. Bir tahmin edicinin hata kareler ortalamasının (MSE) sıfıra gitmesi tutarlılık için yeterli bir şarttır. Verilen bilgilerde hata kareler ortalaması sıfıra giden tek tahmin edici ikinci tahmin edicidir. Birinci tahmin edici yansız olmasına rağmen varyansı sıfıra gitmediği için gerçek değere yakınsamaz, dolayısıyla tutarlı değildir.

Step-by-Step Solution

1
Tutarlılık tanımını ve yeterli koşulunu hatırla.
nn \rightarrow \infty iken MSE(Tn)0MSE(T_n) \rightarrow 0 olması tutarlılık için yeterli bir koşuldur.
Hata kareler ortalamasının (MSE) sıfıra gitmesi, tahmin edicinin parametreye olasılıkta yakınsadığını (TnPθT_n \xrightarrow{P} \theta) garanti eder.
2
T1T_1 tahmin edicisinin durumunu analiz et.
T1T_1 yansızdır ancak Var(T1)c>0Var(T_1) \rightarrow c > 0 olduğu için MSE(T1)=Var(T1)+Bias2=c+0=c0MSE(T_1) = Var(T_1) + Bias^2 = c + 0 = c \neq 0 olur.
MSE sıfıra gitmediği için T1T_1 tahmin edicisi tutarlı değildir.
3
T2T_2 tahmin edicisinin durumunu analiz et.
T2T_2 için doğrudan MSE(T2)0MSE(T_2) \rightarrow 0 bilgisi verilmiştir.
MSE'nin sıfıra gitmesi tutarlılık için yeterli olduğundan T2T_2 tutarlıdır.

Key Concept

Hata Kareler Ortalaması (MSE) ve Tutarlılık İlişkisi

Practice More

Yanlılık miktarı 1/n1/n ve varyansı 1/n1/n olan bir tahmin edicinin tutarlılığını inceleyebilirsiniz.
Estimated Time:45s
Question 9Question

Ortalaması μ\mu ve varyansı σ2>0\sigma^2 > 0 olan bir anakütleden alınan nn birimlik (n2n \ge 2) rassal bir örneklem dikkate alınsın (X1,X2,,XnX_1, X_2, \dots, X_n). Bilinmeyen θ=μ2\theta = \mu^2 parametresinin tahmini için aşağıdaki iki kestirici (tahmin edici) tanımlanmıştır:

I. T1=Xˉ2T_1 = \bar{X}^2 (Burada Xˉ\bar{X} örneklem ortalamasıdır)
II. T2=X1X2T_2 = X_1 \cdot X_2

Gözlem sayısı nn sonsuza ıraksarken (nn \to \infty), bu iki kestiricinin yansızlık ve tutarlılık durumları hakkında aşağıdakilerden hangisi kesinlikle söylenebilir?

Show answer & explanation

Answer: T1T_1 yanlı fakat tutarlıdır; T2T_2 ise yansız fakat tutarsızdır.

Answer

T1T_1 tahmin edicisinin yanlı fakat tutarlı, T2T_2 tahmin edicisinin ise yansız fakat tutarsız olduğunu ifade eden seçenektir.
Tahmin edici T1T_1'in beklenen değeri hesaplandığında E(Xˉ2)=μ2+σ2/nE(\bar{X}^2) = \mu^2 + \sigma^2/n bulunur. Bu değer μ2\mu^2'ye eşit olmadığı için T1T_1 yanlıdır. Ancak Büyük Sayılar Yasası'na göre örneklem ortalaması kitle ortalamasına olasılıkta yakınsar (Xˉpμ\bar{X} \xrightarrow{p} \mu). Sürekli fonksiyonların olasılıkta yakınsamayı koruması prensibi (Slutsky Teoremi) gereği Xˉ2pμ2\bar{X}^2 \xrightarrow{p} \mu^2 olur, bu nedenle T1T_1 yanlı olmasına rağmen tutarlıdır. Öte yandan T2=X1X2T_2 = X_1 \cdot X_2 tahmin edicisi gözlemlerin bağımsızlığından dolayı E(X1X2)=μμ=μ2E(X_1 \cdot X_2) = \mu \cdot \mu = \mu^2 sonucunu verir ve tam yansızdır. Buna karşılık T2T_2, artan nn çapındaki örneklem bilgilerini kullanmaz ve varyansı nn'den bağımsız kalır. Varyansı limite giderken sıfıra yakınsamadığı için T2T_2 tutarsızdır.

Step-by-Step Solution

1
T1T_1'in yansızlığını incelemek için beklenen değerini hesaplayın.
E(T1)=E(Xˉ2)=Var(Xˉ)+[E(Xˉ)]2=σ2n+μ2E(T_1) = E(\bar{X}^2) = Var(\bar{X}) + [E(\bar{X})]^2 = \frac{\sigma^2}{n} + \mu^2.
Varyans formülü Var(Y)=E(Y2)[E(Y)]2Var(Y) = E(Y^2) - [E(Y)]^2 kullanılarak beklenen değer bulunur. Sonuç μ2\mu^2'ye eşit olmadığı için T1T_1 yanlıdır.
2
T1T_1'in tutarlılığını Slutsky (Sürekli Dönüşüm) Teoremi ile değerlendirin.
Büyük Sayılar Yasası gereği Xˉpμ\bar{X} \xrightarrow{p} \mu'dur. g(x)=x2g(x) = x^2 sürekli bir fonksiyon olduğundan Xˉ2pμ2\bar{X}^2 \xrightarrow{p} \mu^2 olur.
Bir tahmin edicinin olasılıkta parametreye yakınsaması onun tutarlı olduğunu gösterir, bu nedenle T1T_1 tutarlıdır.
3
T2T_2'nin yansızlığını incelemek için beklenen değerini hesaplayın.
E(T2)=E(X1X2)=E(X1)E(X2)=μμ=μ2E(T_2) = E(X_1 \cdot X_2) = E(X_1) \cdot E(X_2) = \mu \cdot \mu = \mu^2.
Örneklemdeki gözlemler birbirinden bağımsız olduğu için çarpımlarının beklenen değeri, beklenen değerlerin çarpımına eşittir. Sonuç parametreye eşit çıktığından T2T_2 yansızdır.
4
T2T_2'nin tutarlılığını incelemek için asimptotik varyansını veya yakınsamasını analiz edin.
T2T_2 sadece iki gözleme dayanır. Varyansı nn sonsuza giderken sıfıra yakınsamaz ve μ2\mu^2'ye olasılıkta yığılma göstermez.
Örneklem çapı nn artsa bile T2T_2 yeni bilgileri kullanmaz. Tutarlı olması için varyansının limit durumunda sıfır olması (veya dağılımın dejenere olması) gerekir, dolayısıyla T2T_2 tutarsızdır.

Key Concept

Yansızlık ve Tutarlılık Arasındaki Fark (Tutarlılıkta Olasılıkta Yakınsama ve Slutsky Teoremi)
Estimated Time:2m 30s
Tutarlılık (Consistency) Practice Questions — KPSS İstatistik | Examkin