順序統計を与えられた一様確率変数の条件付き期待


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仮定X = (X1,...,Xn)U(θ,2θ)θR+

どのようにしてE[X1|X(1),X(n)]、ここでX(1)X(n)は、それぞれ最小と最大の次数統計ですか?

私の最初の考えは、注文統計が範囲を制限するため、それは単に(X(1)+X(n))/2であると考えられますが、これが正しいかどうかはわかりません!


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kjetil b halvorsen

回答:


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IID試料の場合考えるX1,X2,,Xnユニフォームから(0,1)分布。でこれらの変数をスケーリングθとすることによって、それらを翻訳θ制服でそれらを付与する(θ,2θ)分布。この問題に関連するすべてのものは同じように変化します:注文統計と条件付き期待。したがって、この特別なケースで得られた答えは一般的に成り立ちます。

してみましょう1<k<n.https://stats.stackexchange.com/a/225990/919(または他の場所)で 推論をエミュレートすることにより、(X(1),X(k),X(n))の共同分布が密度関数を持っていることを見つけます

fk;n(x,y,z)=I(0xyz1)(yx)k2(zy)nk1.

(x,z)を修正しこれをy,関数として見ると、スケーリングされて区間[ x z ]に変換されたベータ(k1,nk)分布として認識できます。 したがって、スケール係数はz xでなければならず、変換は0からxになります。[x,z].zx0x.

ベータ(k1,nk)分布期待値(k1)/(n1),ため、X(k)条件付き期待値は、スケーリングされ、変換された期待値でなければなりません。つまり、

E(X(k)X(1),X(n))=X(1)+(X(n)X(1))k1n1.

ケースk=1およびk=nは取るに足らないものです。それらの条件付き期待値は、それぞれX(1)およびX(k).

すべての注文統計の合計の期待値を見つけましょう:

E(k=1nX(k))=X(1)+k=2n1(X(1)+(X(n)X(1))k1n1)+X(n).

代数は、合計

k=2n1(k1)=(n1)(n2)/2.

したがって

E(k=1nX(k))=(n1)X(1)+(X(n)X(1))(n1)(n2)2(n1)+X(n)=n2(X(n)+X(1)).

最後に、Xiは同じように分布しているため、すべて同じ期待値を持っていますが、

nE(X1X(1),X(n))=E(X1)+E(X2)++E(Xn)=E(X(1))+E(X(2))++E(X(n))=n2(X(n)+X(1)),

独自のソリューションで

E(X1X(1),X(n))=(X(n)+X(1))/2.


(a,a)a<1.01X(n)<1/2,X(1)(X(1)+X(n))/2;X(1)>1/2,X(n).


1

(X(1),X(n))θ

X1,X2,,Xn

fθ(x1,,xn)=1θn1θ<x(1),x(n)<2θ=1θn112x(n)<θ<x(1),θR+

T=(X(1),X(n))θT

E[X1T]E(X1)=3θ2

1θ(Xiθ)i.i.dU(0,1)1θ(X(n)θ)Beta(n,1)1θ(X(1)θ)Beta(1,n)

E(X(n))=nθn+1+θ=(2n+1)θn+1E(X(1))=θn+1+θ=(n+2)θn+1

したがって、

E[12(X(1)+X(n))]=12(n+1)((n+2)θ+(2n+1)θ)=3θ2

12(X(1)+X(n))3θ2

E[X1T]=12(X(1)+X(n))


+1この答えは、演習とそれが私たちに何を教えることができるかを理解するためのより深い方法を明らかにするので、素晴らしいです。
whuber
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