Soru

Zorluk: OrtaNeyman-Pearson Lemması

Bir finansal risk analisti, belirli bir yatırım portföyündeki varlıkların günlük getiri oranlarının (0 ile 1 arasında ölçeklendirilmiş) olasılık yoğunluk fonksiyonunun

f(x;θ)={θxθ1,0<x<10,dig˘er durumlardaf(x; \theta) = \begin{cases} \theta x^{\theta-1}, & 0 < x < 1 \\ 0, & \text{diğer durumlarda} \end{cases}

ile modellendiğini varsaymaktadır.

Analist, bağımsız nn günlük rastgele bir örneklem (X1,X2,,XnX_1, X_2, \dots, X_n) kullanarak, θ\theta parametresi için H0:θ=1H_0: \theta = 1 yokluk hipotezini, H1:θ=2H_1: \theta = 2 alternatif hipotezine karşı test edecektir.

Neyman-Pearson lemmasına göre, bu test için en güçlü (en iyi) kritik bölge (red bölgesi) aşağıdakilerden hangisidir? (cc sabit bir reel sayıdır.)

  1. i=1nXic\prod_{i=1}^{n} X_i \geq cCevap
  2. B
    i=1nXic\prod_{i=1}^{n} X_i \leq c
  3. C
    i=1nXic\sum_{i=1}^{n} X_i \geq c
  4. D
    i=1nXic\sum_{i=1}^{n} X_i \leq c
  5. E
    i=1nln(Xi)c\sum_{i=1}^{n} \ln(X_i) \leq c

Cevap

Test için en güçlü kritik bölge i=1nXic\prod_{i=1}^{n} X_i \geq c şeklinde ifade edilir.
Neyman-Pearson lemmasına göre en güçlü testin red bölgesi L(H1)L(H0)k\frac{L(H_1)}{L(H_0)} \geq k şartı ile bulunur. Verilen dağılım için L(2)=2ni=1nXiL(2) = 2^n \prod_{i=1}^n X_i ve L(1)=1L(1) = 1'dir. Bu iki ifade oranlandığında 2ni=1nXik2^n \prod_{i=1}^n X_i \geq k eşitsizliği elde edilir. Eşitsizliğin iki tarafı 2n2^n değerine bölündüğünde, sağ taraf yeni bir sabit değere (cc) dönüşür ve sonuç i=1nXic\prod_{i=1}^n X_i \geq c olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
H0H_0 ve H1H_1 hipotezleri için olabilirlik (likelihood) fonksiyonlarını oluşturun.
L(θ)=i=1nf(xi;θ)=θni=1nXiθ1L(\theta) = \prod_{i=1}^n f(x_i; \theta) = \theta^n \prod_{i=1}^n X_i^{\theta-1} olmak üzere; L(1)=1L(1) = 1 ve L(2)=2ni=1nXiL(2) = 2^n \prod_{i=1}^n X_i bulunur.
Neyman-Pearson lemması, testin gücünü maksimize etmek için iki hipotez altındaki olabilirlik fonksiyonlarının oranını kullanır.
2
Neyman-Pearson lemmasına göre red bölgesi eşitsizliğini kurun.
Red bölgesi: L(H1)L(H0)k\frac{L(H_1)}{L(H_0)} \geq k olmalıdır.
En güçlü test, alternatif hipotezin (H1) yokluk hipotezine (H0) göre nispeten daha olası olduğu durumlarda H0'ı reddeder.
3
Eşitsizliği sadeleştirerek örneklem istatistiğini yalnız bırakın.
2ni=1nXi1k    i=1nXik2n\frac{2^n \prod_{i=1}^n X_i}{1} \geq k \implies \prod_{i=1}^n X_i \geq \frac{k}{2^n} elde edilir. Sağ taraf sabit olduğundan bu değere cc diyebiliriz: i=1nXic\prod_{i=1}^n X_i \geq c.
Test istatistiği olarak gözlemlerin çarpımı üzerinden daha pratik bir karar kuralı elde edilir.

Anahtar Kavram

Neyman-Pearson Lemması ve En Güçlü Test
Bu soruyu puanla