Soru

Zorluk: OrtaRao-Blackwell Teoremi

Bir istatistikçi, ortalaması μ\mu ve varyansı σ2=16\sigma^2 = 16 olan normal dağılıma sahip bir kitleden n=16n = 16 hacimli bir rastgele örneklem (X1,X2,,X16X_1, X_2, \dots, X_{16}) almıştır.

İstatistikçi, μ\mu parametresini tahmin etmek için yansız bir tahmin edici olan T=X1T = X_1 istatistiğini kullanmayı önermiştir. Ancak bu tahmin edicinin varyansının büyük olduğunu fark edince, Rao-Blackwell teoremini uygulayarak TT istatistiğini μ\mu için yeterli bir istatistik olan S=i=116XiS = \sum_{i=1}^{16} X_i üzerine koşullandırmış ve T=E[TS]T^* = E[T|S] şeklinde yeni bir tahmin edici elde etmiştir.

Buna göre, Rao-Blackwell teoremi sonucunda elde edilen TT^* tahmin edicisinin varyansı, ilk tahmin edici TT'nin varyansına göre ne kadar azalmıştır?

  1. A
    0
  2. B
    1
  3. C
    3
  4. 15Cevap
  5. E
    16

Cevap

Rao-Blackwell işlemi sonucunda varyanstaki azalma miktarı 15'tir.
Rao-Blackwell teoremine göre T=E[X1S]T^* = E[X_1|S] işlemi, yeterli istatistiğin yansız bir fonksiyonu olan örneklem ortalamasını (Xˉ\bar{X}) verir. İlk tahmin edicinin varyansı Var(X1)=16Var(X_1) = 16 iken, yeni tahmin edicinin varyansı Var(Xˉ)=σ2n=1616=1Var(\bar{X}) = \frac{\sigma^2}{n} = \frac{16}{16} = 1 olur. Buna göre varyanstaki azalma miktarı 161=1516 - 1 = 15 olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
İlk tahmin edici olan T = X_1'in varyansını hesapla.
Var(T) = Var(X_1) = \sigma^2 = 16 olarak bulunur.
Örneklemdeki her bir gözlem kitle ile aynı dağılıma ve varyansa sahiptir.
2
Rao-Blackwell teoremini uygulayarak yeni T^* tahmin edicisini belirle.
T^* = E[X_1 | \sum X_i] = \bar{X} (Örneklem ortalaması) elde edilir.
Normal dağılımda gözlemlerin toplamı (veya ortalaması) yeterli istatistiktir. Simetri gereği bir gözlemin toplama göre beklenen değeri, örneklem ortalamasına eşittir.
3
Yeni tahmin edici T^*'ın varyansını hesapla.
Var(T^*) = Var(\bar{X}) = \frac{\sigma^2}{n} = \frac{16}{16} = 1 olarak bulunur.
Örneklem ortalamasının varyansı, kitle varyansının örneklem hacmine bölümüne eşittir.
4
İlk varyans ile yeni varyans arasındaki azalma miktarını bul.
Var(T) - Var(T^*) = 16 - 1 = 15 sonucuna ulaşılır.
Soru bizden yeni varyansın kendisini değil, varyansta meydana gelen düşüş (azalma) miktarını istemektedir.

Anahtar Kavram

Rao-Blackwell Teoremi ve Varyans Küçültme (Variance Reduction)

Alternatif Yöntem

Rao-Blackwell teoremindeki varyans ayrıştırma formülünü kullanabilirsiniz: Var(T) = Var(E[T|S]) + E[Var(T|S)]. Azalma miktarı Var(T) - Var(T*) doğrudan E[Var(T|S)] değerine yani E[Var(X_1|S)]'e eşittir. Verilen normal dağılım özelliklerinden bu beklenen değerin de 15'e eşit olduğu kanıtlanabilir.
Tahmini Süre:1m 30s
Bu soruyu puanla