Soru

Zorluk: OrtaDüzgün En Güçlü (UMP) Testler

Bir araştırmacı, f(x;θ)=θxθ1f(x;\theta) = \theta x^{\theta-1} (0<x<10 < x < 1, θ>0\theta > 0) olasılık yoğunluk fonksiyonuna sahip bir kitleyi incelemektedir. Bu kitleden alınan nn çaplı rastgele örneklem X1,X2,,XnX_1, X_2, \dots, X_n'dir.

Araştırmacı, H0:θθ0H_0: \theta \leq \theta_0 yokluk hipotezini H1:θ>θ0H_1: \theta > \theta_0 alternatif hipotezine karşı α\alpha anlamlılık düzeyinde test etmek istemektedir.

Karlin-Rubin teoremi (monoton olabilirlik oranı özelliği) dikkate alındığında, bu test için oluşturulacak Düzgün En Güçlü (UMP) testin kritik (red) bölgesi aşağıdakilerden hangisidir? (cc, α\alpha anlamlılık düzeyine bağlı olarak belirlenen uygun bir sabittir.)

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

Cevap

Düzgün En Güçlü (UMP) testin red bölgesi i=1nXi>c\prod_{i=1}^n X_i > c formundadır.
UMP testinin bulunması için öncelikle olabilirlik oranı yazılır. L(θ1)/L(θ0)L(\theta_1)/L(\theta_0) oranı, θ1>θ0\theta_1 > \theta_0 koşulu altında incelendiğinde T=i=1nXiT = \prod_{i=1}^n X_i istatistiğinin monoton artan bir fonksiyonu olarak elde edilir. Karlin-Rubin teoremine göre olabilirlik oranının yeterli istatistiğe bağlı monoton artan olması durumunda, H0:θθ0H_0: \theta \leq \theta_0 hipotezinin reddedileceği kritik bölge istatistiğin yeterince büyük değerler aldığı T>cT > c (yani i=1nXi>c\prod_{i=1}^n X_i > c) bölgesi olarak tanımlanır.

Adım Adım Çözüm

1
Örneklem için olabilirlik (likelihood) fonksiyonunu oluşturun.
L(θ)=i=1nθxiθ1=θn(i=1nxi)θ1L(\theta) = \prod_{i=1}^n \theta x_i^{\theta-1} = \theta^n \left(\prod_{i=1}^n x_i\right)^{\theta-1}
UMP testini bulmak üzere Karlin-Rubin teoremini uygulamak için öncelikle olabilirlik fonksiyonunun ve olabilirlik oranının tanımlanması gerekir.
2
θ1>θ0\theta_1 > \theta_0 varsayımı ile L(θ1)/L(θ0)L(\theta_1) / L(\theta_0) oranını hesaplayın.
L(θ1)L(θ0)=θ1n(i=1nxi)θ11θ0n(i=1nxi)θ01=(θ1θ0)n(i=1nxi)θ1θ0\frac{L(\theta_1)}{L(\theta_0)} = \frac{\theta_1^n \left(\prod_{i=1}^n x_i\right)^{\theta_1-1}}{\theta_0^n \left(\prod_{i=1}^n x_i\right)^{\theta_0-1}} = \left(\frac{\theta_1}{\theta_0}\right)^n \left(\prod_{i=1}^n x_i\right)^{\theta_1-\theta_0}
Dağılımın monoton olabilirlik oranı (MLR) özelliğine sahip olup olmadığını ve bu özelliğin hangi istatistiğe bağlı olduğunu belirlemek için gereklidir.
3
Olabilirlik oranının monotonluğunu inceleyerek red bölgesini belirleyin.
θ1>θ0\theta_1 > \theta_0 olduğundan üs olan θ1θ0>0\theta_1-\theta_0 > 0'dır. Bu nedenle olabilirlik oranı, T=i=1nXiT = \prod_{i=1}^n X_i istatistiğinin monoton artan bir fonksiyonudur. Red bölgesi i=1nXi>c\prod_{i=1}^n X_i > c olarak elde edilir.
Karlin-Rubin teoremine göre, oran bir TT istatistiğinde monoton artan ise, tek yönlü (H1:θ>θ0H_1: \theta > \theta_0) testler için UMP red bölgesi T>cT > c yapısındadır.

Anahtar Kavram

Karlin-Rubin Teoremi ve Monoton Olabilirlik Oranı (MLR)
Bu soruyu puanla