تقدير الامكان الاكبر لمتوسط الحياة فى حالة المعاينة من النوع الثانى

Page 1

‫اول ‪ :‬حل السؤال الول وليزيد من التفاصيل ينكنك الرجوع‬ ‫ال كتاب على النتدى اتستخدام التستدلل الحصائى البيييزى‬ ‫ف اختبارات الياة الفصل الامس‬ ‫تقدير المكان الكبر لمتوسط الحياة فى حالة المعاينة من‬ ‫النوع الثانى‬ ‫إذا كان لدينا اختبار الياة من عينة مراقبة من النوع الثان وبفرض ان‬

‫‪y1 < y 2 < K < y r‬‬

‫الشاهدات الرتبة والاخوذة من عينة عشوائية من المجم ‪ n‬تتبع التوزيع التسى بلعلمة‬ ‫‪y = y1 , y 2 ,K , y r‬‬

‫‪θ‬‬

‫واللطلوب تقدير متوتسط زمن الياة‬

‫‪θ‬‬

‫هى ال ‪ r‬الول من‬

‫حيث‬

‫‪r<n‬‬

‫و‬

‫‪ .‬دالة المنكان تلعلطى كاليت ‪:‬‬

‫‪r‬‬ ‫!‪n‬‬ ‫‪∏ f (yi )[1 − F(y r )]n −r‬‬ ‫‪(n − r)! i =1‬‬ ‫‪y‬‬

‫= ‪L(y1 , y2 ,..., y n | θ) = L‬‬ ‫‪y‬‬

‫‪r‬‬ ‫!‪n‬‬ ‫) ‪1 (− i ) (− r‬‬ ‫‪[∏ e θ ][e θ ]n − r‬‬ ‫‪(n − r)! i =1 θ‬‬ ‫‪r‬‬

‫=‬

‫‪1‬‬

‫] ‪yi + (n − r ) yr‬‬ ‫∑ [‪n! 1 ( − θ‬‬ ‫‪i=1‬‬ ‫=‬ ‫‪e‬‬ ‫‪.‬‬ ‫‪(n − r)! θr‬‬

‫مقدر المنكان الكب ‪ MLE‬للملعلمة‬ ‫‪∂ ln L‬‬ ‫‪=0‬‬ ‫ˆ‪∂θ θ=θ‬‬

‫‪r‬‬

‫] ‪[∑ yi + (n − r)y r‬‬ ‫‪θ‬‬

‫‪i =1‬‬

‫‪ln L‬‬ ‫‪= −r ln θ −‬‬ ‫‪θ‬‬

‫‪r‬‬

‫‪.‬‬

‫] ‪[∑ yi + (n − r)y r‬‬ ‫‪θ2‬‬

‫‪i =1‬‬

‫بوضع ‪:‬‬

‫‪1‬‬

‫‪∂ ln L −r‬‬ ‫∴‬ ‫‪= +‬‬ ‫‪∂θ‬‬ ‫‪θ‬‬

‫‪θ‬‬

‫هو الل للملعادلة ‪:‬‬

‫ويتم باللطوات التالية‪:‬‬


‫‪∂ ln L‬‬ ‫‪= 0.‬‬ ‫ˆ‪∂θ θ=θ‬‬

‫‪yi + (n − r)y r‬‬ ‫‪θˆ 2‬‬

‫‪r‬‬

‫∑ ‪−r‬‬ ‫⇒‬ ‫‪= i =1‬‬ ‫ˆ‪θ‬‬

‫‪r‬‬ ‫‪u‬‬ ‫‪⇒ θˆ = ,u= ∑ yi + (n − r)y r .‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪i =1‬‬

‫ˆ‪θ‬‬

‫الن يتم دراتسة التوزيع البضبوط للمقدر ‪.‬‬ ‫دالة النكثافة الحتمالية الشتكة للحصاءات التتيبية ف اللعينة تلعلطى كالتال‪:‬‬ ‫‪r‬‬

‫)‬

‫] ‪[∑ yi + (n − r)y r‬‬ ‫‪θ‬‬

‫‪i =1‬‬

‫‪1‬‬ ‫‪g(y1 , y 2 ,..., y r ) = r exp(−‬‬ ‫‪θ‬‬

‫‪r‬‬

‫] ‪U = [∑ Yi + (n − r)Yr‬‬ ‫‪i =1‬‬

‫الن اللطلوب اياد توزيع‬ ‫بفرض التحويلة الحادية‪:‬‬

‫‪.‬‬ ‫‪Z1 = n (Y1 − Y0 ),‬‬ ‫) ‪Z2 = (n − 1)(Y2 − Y1‬‬ ‫) ‪Z3 = (n − 2)(Y3 − Y2‬‬

‫‪M‬‬ ‫‪Zi = (n − i + 1)(Yi − Yi −1 ) , i = 1,2,...,r , Y0 = 0‬‬ ‫والتحويلة اللعنكسية لا هي‪:‬‬ ‫‪Z1‬‬ ‫‪Z‬‬ ‫‪Zi‬‬ ‫‪+ 2 + ... +‬‬ ‫‪, i = 1,2,L,r,‬‬ ‫‪n n −1‬‬ ‫‪n − i +1‬‬ ‫وهذا يلعن ان ‪:‬‬ ‫‪r‬‬

‫‪r‬‬

‫‪i =1‬‬

‫‪i =1‬‬

‫‪∑ Yi + (n − r)Yr = ∑ Zi = U .‬‬ ‫ومنها يتم اياد جاكوبيان التحويل كالتال‪:‬‬

‫‪2‬‬

‫= ‪Yi‬‬


‫‪∂y1‬‬ ‫‪∂z r‬‬

‫‪L‬‬

‫‪∂y1‬‬ ‫‪∂z 2‬‬

‫‪∂y1‬‬ ‫‪∂z1‬‬

‫‪L‬‬

‫‪∂y2‬‬ ‫‪∂z 2‬‬

‫‪∂y 2‬‬ ‫‪J = ∂z1‬‬ ‫‪M‬‬ ‫‪∂y r‬‬ ‫‪∂z1‬‬

‫‪∂y 2‬‬ ‫!‪n‬‬ ‫= ‪∂z r‬‬ ‫‪.‬‬ ‫!)‪(n − r‬‬ ‫‪M‬‬ ‫‪∂y r‬‬ ‫‪L‬‬ ‫‪∂z r‬‬

‫‪M‬‬ ‫‪∂yr‬‬ ‫‪∂z 2‬‬

‫ومنها ‪:‬‬ ‫‪r‬‬

‫‪∑ zi‬‬ ‫) ‪1 ( − i =1θ‬‬ ‫‪g(z1,z 2 ,...,z r ) = r e‬‬ ‫‪.‬‬ ‫‪θ‬‬ ‫ما يلعن إن التغيات‬

‫حيث ان توزيع‬

‫‪U‬‬

‫‪Zi‬‬

‫‪θ‬‬

‫متغيات عشوائية مستقلة ومتلطابقة وكل منها يتبع التوزيع التسي باللعلمة ‪.‬‬ ‫‪Zi : E xp(θ) ⇒ U : G(θ, r).‬‬

‫هو ‪:‬‬ ‫‪u > 0.‬‬

‫‪,‬‬

‫‪1‬‬ ‫‪( )r‬‬ ‫‪u‬‬ ‫‪−‬‬ ‫‪h(u) = θ u r-1 e θ‬‬ ‫)‪Γ(r‬‬ ‫‪r‬‬

‫‪U = ∑ Zi‬‬

‫كما ينكن ينكن إياد توزيع‬

‫‪i =1‬‬

‫من الدالة الولدة لللعيزوم كالتال ‪:‬‬

‫‪M Zi (t) = (1 − tθ) −1 ,i = 1, 2,...r‬‬ ‫‪(t) = (1 − tθ) − r .‬‬

‫‪r‬‬

‫‪∑ Zi‬‬

‫‪M‬‬

‫‪i =1‬‬

‫والت تثل الدالة الولدة لللعيزوم لتغي عشوائي يتبع جاما بلعلمتي‬

‫‪3‬‬

‫)‪(θ, r‬‬

‫ˆ‪θ‬‬

‫‪.‬التوزيع البضبوط للمقدر ينكن اياده من‬ ‫الدالة الولدة لللعيزوم كالتال ‪:‬‬


‫‪tθ − r‬‬ ‫‪) .‬‬ ‫‪r‬‬

‫‪(t) = (1 −‬‬

‫‪r‬‬

‫‪∑ Zi‬‬

‫‪M θˆ (t) = M U (t) = M‬‬ ‫‪r‬‬

‫‪i =1‬‬

‫‪r‬‬

‫والت تثل الدالة الولدة لللعيزوم لتغي عشوائي يتبع جاما بلعلمتي‬ ‫لياد التوقع والتباين لتوزيع‬

‫ˆ‪θ‬‬

‫‪θ‬‬ ‫)‪( , r‬‬ ‫‪r‬‬

‫‪.‬‬

‫) البضبوط ‪ ( exact‬نتبع التال‪:‬‬

‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪E(θˆ ) = E(U) = (rθ) = θ.‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪.‬‬

‫أي ان‬

‫ˆ‪θ‬‬

‫‪θ‬‬

‫مقدر غي متحييز للملعلمة ‪.‬‬

‫التباين للمقدر‬ ‫‪1 r‬‬ ‫) ‪∑ Zi‬‬ ‫‪r i =1‬‬

‫) ‪∑ Var(Z‬‬ ‫‪i =1‬‬

‫‪1‬‬ ‫‪n2‬‬

‫‪1‬‬ ‫‪θ2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪(r‬‬ ‫‪θ‬‬ ‫=)‬ ‫‪.‬‬ ‫‪r2‬‬ ‫‪r‬‬

‫=‬ ‫=‬

‫ودالة كثافة الحتمال للمتغي‬ ‫‪, θˆ > 0.‬‬

‫يسب كالتال ‪:‬‬

‫(‪Var(θˆ ) = Var‬‬ ‫‪n‬‬

‫‪i‬‬

‫ˆ‪θ‬‬

‫ˆ‪θ‬‬

‫تنكون على الشنكل التال ‪:‬‬

‫‪r‬‬ ‫‪( )n‬‬ ‫ˆ‪rθ‬‬ ‫‪−‬‬ ‫‪r −1‬‬ ‫‪θ‬‬ ‫ˆ‬ ‫ˆ‬ ‫= )‪f(θ‬‬ ‫‪θ e θ‬‬ ‫)‪Γ(r‬‬ ‫ˆ‪θ‬‬

‫لبثبات أن القدر غي متحييز بأقل تباين أي ‪ MVUE‬نتبع التال ‪.:‬‬ ‫‪∂ 2 ln L r‬‬ ‫‪u‬‬ ‫‪= 2 +2 3.‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪∂θ‬‬ ‫‪θ‬‬ ‫‪θ‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪∂ ln L‬‬ ‫‪r 2rθ‬‬ ‫‪r‬‬ ‫(‪E‬‬ ‫‪)= 2 − 3 =− 2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪∂θ‬‬ ‫‪θ‬‬ ‫‪θ‬‬ ‫‪θ‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪θ‬‬ ‫‪ˆ) = θ .‬‬ ‫=‬ ‫=‬ ‫(‪Var‬‬ ‫‪θ‬‬ ‫‪∂ 2 ln L‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪r‬‬ ‫(‪−E‬‬ ‫)‬ ‫‪2‬‬ ‫‪∂θ‬‬ ‫‪4‬‬


‫ˆ‪θ‬‬

‫أي أن القدر هو مقدر غي متحييز بأقل تباين أي ‪. MVUE‬‬ ‫لبثبات أن‬ ‫‪1 −θu‬‬ ‫‪e‬‬ ‫‪θr‬‬ ‫‪−u‬‬ ‫‪θ‬‬

‫ˆ‪θ‬‬

‫إحصاء كاف ‪ sufficient‬نتبع اليت ‪:‬‬

‫=‪L‬‬

‫‪L = (1).(θ e ) ,‬‬ ‫‪N(x) . K(u,θ).‬‬ ‫‪-r‬‬

‫‪−u‬‬

‫حيث‬

‫‪N(x) =1‬‬

‫‪⇒ U sufficient for θ .‬‬ ‫‪⇒ θˆ sufficient for θ .‬‬ ‫‪r‬‬

‫‪U= ∑ Zi‬‬ ‫‪i=1‬‬

‫إحصاء كاف للملعلمة‬

‫‪θ‬‬

‫وبالتال فإن‬

‫‪U‬‬ ‫= ˆ‪θ‬‬ ‫‪n‬‬

‫و‬

‫‪K(u,θ)=θ-r e θ‬‬

‫‪.‬‬

‫إحصاء كاف أيبضا ‪.‬‬

‫ثانيا ‪ :‬السؤال الثانى يمكنك تتبع المثالين التاليين وسوف تحله ان شاء ال ‬

‫مثال ‬ ‫‪Y = X2‬‬

‫بفرض أن ‪ X‬متغي اًر عشوائيًا من النوع المتصل ‪ ،‬إواذا كان‬ ‫)‪FY (y) = P[X 2 ≤ y] = P[ − y ≤ X ≤ y] = FX ( y) − FX (− y‬‬

‫أوجد‬

‫فإن ‪:‬‬

‫)‪f Y (y‬‬

‫الحــل‪:‬‬ ‫فششي هششذه التحالششة دالششة كثافششة التحتمششال للمتغيششر العششوائي ‪ Y‬يمكششن التعششبير عنهششا بدللششة دالششة كثافششة‬ ‫التحتمال للمتغير العشوائي ‪ X‬وذلك لن ‪:‬‬

‫‪5‬‬


‫‪d‬‬ ‫])‪[FX ( y) − FX ( − y‬‬ ‫‪dy‬‬ ‫‪d‬‬ ‫‪d‬‬ ‫)‪= f X ( y‬‬ ‫)‪y − f X (− y) ( − y‬‬ ‫‪dy‬‬ ‫‪dy‬‬ ‫‪1‬‬ ‫=‬ ‫])‪[f X ( y) + f X ( − y‬‬ ‫‪y>0‬‬ ‫‪2 y‬‬

‫= )‪f Y (y‬‬

‫‪= 0 ,‬‬

‫‪e.w.‬‬

‫مثال ‬ ‫إذا كانت دالة كثافة التحتمال لمتغير ‪ X‬هي ‪:‬‬

‫‪, −2<x <6‬‬

‫‪1‬‬ ‫‪8‬‬

‫= )‪f (x‬‬

‫أوجد دالة كثافة التحتمال للمتغير ‪. Y = X2‬‬

‫)‬

‫‪y ‬‬ ‫‪‬‬

‫(‬

‫‪+ fX −‬‬

‫)‪( y‬‬

‫الحــل‪:‬‬ ‫‪1 ‬‬ ‫‪f‬‬ ‫‪2 y X‬‬

‫‪1 1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪+‬‬ ‫‪0<y<4‬‬ ‫‪8 ‬‬ ‫‪2 y  8‬‬ ‫‪+ 0‬‬ ‫‪‬‬

‫)‪( y‬‬

‫‪1‬‬

‫‪f‬‬ ‫‪2 y  X‬‬

‫‪, 4 < y < 36‬‬

‫= )‪f Y (y‬‬ ‫=‬ ‫= )‪f Y (y‬‬

‫‪1‬‬ ‫‪+ 0‬‬ ‫‪8‬‬ ‫=‬ ‫‪2 y‬‬

‫أي أن دالة كثافة التحتمال للمتغير ‪ Y‬هي ‪:‬‬ ‫‪0 < y ≤ 4.‬‬

‫‪ 1‬‬ ‫‪8 y‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪f Y (y) = ‬‬ ‫‪ 1‬‬ ‫‪16 y‬‬

‫‪,‬‬

‫‪, 4 < y < 36.‬‬

‫‪6‬‬


Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.