1. (Jatkoa Harjoitus 5A tehtävään 4). Monisteen esimerkin mukaan momenttimenetelmän. n ne(y i Y (n) ) = 2E(Y 1 Y (n) ).

Samankaltaiset tiedostot
1. (Jatkoa Harjoitus 5A tehtävään 4). Monisteen esimerkin mukaan momenttimenetelmän. n ne(y i Y (n) ) = 2E(Y 1 Y (n) ).

HY, MTO / Matemaattisten tieteiden kandiohjelma Tilastollinen päättely II, kevät 2018 Harjoitus 6A Ratkaisuehdotuksia.

Tilastollinen päättömyys, kevät 2017 Harjoitus 5b

8. laskuharjoituskierros, vko 11, ratkaisut

Tilastollinen päättömyys, kevät 2017 Harjoitus 6A

Tilastollinen päättely II, kevät 2017 Harjoitus 3B

Testit järjestysasteikollisille muuttujille. Testit järjestysasteikollisille muuttujille. Testit järjestysasteikollisille muuttujille: Esitiedot

Testit suhdeasteikollisille muuttujille. Testit suhdeasteikollisille muuttujille. Testit suhdeasteikollisille muuttujille: Esitiedot

HY, MTL / Matemaattisten tieteiden kandiohjelma Todennäköisyyslaskenta IIb, syksy 2018 Harjoitus 3 Ratkaisuehdotuksia.

Väliestimointi (jatkoa) Heliövaara 1

( ) k 1 = a b. b 1) Binomikertoimen määritelmän mukaan yhtälön vasen puoli kertoo kuinka monta erilaista b-osajoukkoa on a-joukolla.

EX1 EX 2 EX =

ABHELSINKI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

MS-A0501 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi

2-suuntainen vaihtoehtoinen hypoteesi

Tilastollinen testaus. Vilkkumaa / Kuusinen 1

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

Osa 2: Otokset, otosjakaumat ja estimointi

Tilastolliset menetelmät: Tilastolliset testit

Mat Tilastollisen analyysin perusteet, kevät 2007

Osa 2: Otokset, otosjakaumat ja estimointi

Yksisuuntainen varianssianalyysi (jatkoa) Kuusinen/Heliövaara 1

Yksisuuntainen varianssianalyysi (jatkoa) Heliövaara 1

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

2-suuntainen vaihtoehtoinen hypoteesi

Johdatus tilastotieteeseen Otos ja otosjakaumat. TKK (c) Ilkka Mellin (2004) 1

Tässä luvussa mietimme, kuinka paljon aineistossa on tarpeellista tietoa Sivuamme kysymyksiä:

HY, MTO / Matemaattisten tieteiden kandiohjelma Tilastollinen päättely II, kevät 2018 Harjoitus 8B Ratkaisuehdotuksia.

Odotusarvoparien vertailu. Vilkkumaa / Kuusinen 1

Tilastolliset menetelmät: Tilastolliset testit

3.6 Su-estimaattorien asymptotiikka

Tilastollinen todennäköisyys

Harjoitukset 1 : Tilastokertaus

Mat Sovellettu todennäköisyyslasku A. Otos- ja otosjakaumat Estimointi Estimointimenetelmät Väliestimointi. Avainsanat:

5.7 Uskottavuusfunktioon perustuvia testejä II

Harjoitus 7: NCSS - Tilastollinen analyysi

Johdatus tilastotieteeseen Testit suhdeasteikollisille muuttujille. TKK (c) Ilkka Mellin (2004) 1

Johdatus tilastotieteeseen Estimointimenetelmät. TKK (c) Ilkka Mellin (2005) 1

Yhden selittäjän lineaarinen regressiomalli

Jos nyt on saatu havaintoarvot Ü ½ Ü Ò niin suurimman uskottavuuden

MS-A0502 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi Luennot, osa II

3 Yleistä estimointiteoriaa. Olemme perehtuneet jo piste-estimointiin su-estimoinnin kautta Tässä luvussa tarkastellaan piste-estimointiin yleisemmin

Mat Tilastollisen analyysin perusteet, kevät 2007

2 exp( 2u), kun u > 0 f U (u) = v = 3 + u 3v + uv = u. f V (v) dv = f U (u) du du f V (v) = f U (u) dv = f U (h(v)) h (v) = f U 1 v (1 v) 2

VALTIOTIETEELLINEN TIEDEKUNTA TILASTOTIETEEN VALINTAKOE Ratkaisut ja arvostelu < X 170

Johda jakauman momenttiemäfunktio ja sen avulla jakauman odotusarvo ja varianssi.

Mat Sovellettu todennäköisyyslaskenta B 9. harjoitukset / Ratkaisut Aiheet: Estimointi Estimointimenetelmät Väliestimointi Avainsanat:

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

0 kun x < 0, 1/3 kun 0 x < 1/4, 7/11 kun 1/4 x < 6/7, 1 kun x 1, 1 kun x 6/7,

Estimointi. Vilkkumaa / Kuusinen 1

Tutkimusongelmia ja tilastollisia hypoteeseja: Perunalastupussien keskimääräinen paino? Nollahypoteesi Vaihtoehtoinen hypoteesi (yksisuuntainen)

Johdatus tilastotieteeseen Otos ja otosjakaumat. TKK (c) Ilkka Mellin (2005) 1

Johdatus tilastotieteeseen Testit suhdeasteikollisille muuttujille. TKK (c) Ilkka Mellin (2005) 1

Todennäköisyys, että yhden minuutin aikana saapuu 2 4 autoa.

= E(Y 2 ) 1 n. = var(y 2 ) = E(Y 4 ) (E(Y 2 )) 2. Materiaalin esimerkin b) nojalla log-uskottavuusfunktio on l(θ; y) = n(y θ)2

Estimointi populaation tuntemattoman parametrin arviointia otossuureen avulla Otossuure satunnaisotoksen avulla määritelty funktio

Kaksiulotteinen normaalijakauma Mitta-asteikot Havaintoaineiston kuvaaminen ja otostunnusluvut

2. Uskottavuus ja informaatio

Jos nollahypoteesi pitää paikkansa on F-testisuuren jakautunut Fisherin F-jakauman mukaan

S Laskennallinen systeemibiologia

Mat Sovellettu todennäköisyyslasku 9. harjoitukset/ratkaisut. Luottamusvälit

Normaalijakaumasta johdettuja jakaumia. Normaalijakaumasta johdettuja jakaumia. Normaalijakaumasta johdettuja jakaumia: Mitä opimme?

Testejä suhdeasteikollisille muuttujille

Tehtäviä neliöiden ei-negatiivisuudesta

Mat Sovellettu todennäköisyyslasku A. Diskreetit jakaumat Jatkuvat jakaumat. Avainsanat:

Lisätehtäviä ratkaisuineen luentomonisteen lukuun 6 liittyen., jos otoskeskiarvo on suurempi kuin 13,96. Mikä on testissä käytetty α:n arvo?

l (φ; y) = l(θ(φ); y) Toinen derivaatta saadaan tulon derivaatan laskusäännöllä Uudelleenparametroidun mallin Fisherin informaatio on

HY / Matematiikan ja tilastotieteen laitos Tilastollinen päättely II, kevät Ratkaisuehdotuksia

x 4 e 2x dx Γ(r) = x r 1 e x dx (1)

Johdatus varianssianalyysiin. Vilkkumaa / Kuusinen 1

Kaksisuuntainen varianssianalyysi. Vilkkumaa / Kuusinen 1

Todennäköisyyden ominaisuuksia

Algebra I Matematiikan ja tilastotieteen laitos Ratkaisuehdotuksia harjoituksiin 5 (6 sivua)

Tilastollisen analyysin perusteet Luento 2: Tilastolliset testit

Satunnaismuuttujien muunnokset ja niiden jakaumat. Satunnaismuuttujien muunnokset ja niiden jakaumat

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

Gripenberg. MS-A0502 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi Tentti ja välikoeuusinta

MAT Todennäköisyyslaskenta Tentti / Kimmo Vattulainen

MATP153 Approbatur 1B Harjoitus 1, ratkaisut Maanantai

1. Valitaan tilanteeseen sopiva stokastinen malli. 2. Sovitetaan malli havaittuun dataan (estimoidaan mallin parametrit).

1. Jatketaan luentojen esimerkkiä 8.3. Oletetaan kuten esimerkissä X Y Bin(Y, θ) Y Poi(λ) λ y. f X (x) (λθ)x

Tehtäväsarja I Tehtävät 1-5 perustuvat monisteen kappaleisiin ja tehtävä 6 kappaleeseen 2.8.

MS-A0502 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi

Otantajakauman käyttö päättelyssä

T Datasta tietoon, syksy 2005 Laskuharjoitus 8.12., ratkaisuja Jouni Seppänen

HY, MTO / Matemaattisten tieteiden kandiohjelma Todennäköisyyslaskenta IIa, syksy 2018 Harjoitus 3 Ratkaisuehdotuksia.

1. Kuusisivuista noppaa heitetään, kunnes saadaan silmäluku 5 tai 6. Olkoon X niiden heittojen lukumäärä, joilla tuli 1, 2, 3 tai 4.

HY / Matematiikan ja tilastotieteen laitos Tilastollinen päättely II, kevät 2017 Harjoitus 1 Ratkaisuehdotuksia Tehtäväsarja I

3 Yleistä estimointiteoriaa. Olemme perehtuneet jo piste-estimointiin su-estimoinnin kautta Tässä luvussa tarkastellaan piste-estimointiin yleisemmin

Mat Sovellettu todennäköisyyslasku A

MTTTA1 Tilastomenetelmien perusteet 5 op Luento Kokonaisuudet johon opintojakso kuuluu

Luento 7 Luotettavuus Koherentit järjestelmät

Luento 6 Luotettavuus Koherentit järjestelmät

6.1 Riippumattomat satunnaismuuttujat

Kertaa tarvittaessa induktiota ja rekursiota koskevia tietoja.

4.0.2 Kuinka hyvä ennuste on?

Markov-ketjun hetkittäinen käyttäytyminen

k S P[ X µ kσ] 1 k 2.

6.1.2 Luottamusjoukon määritelmä

Tilastolliset luottamusvälit

Transkriptio:

HY / Matematiika ja tilastotietee laitos Tilastollie päättely II, kevät 018 Harjoitus 5B Ratkaisuehdotuksia Tehtäväsarja I 1. (Jatkoa Harjoitus 5A tehtävää ). Moistee esimerki 3.3.3. mukaa momettimeetelmä estimaattori θ = Y o parametri θ harhato estimaattori. Lisäksi Y () o H5A tehtävä mukaa tyhjetävä tuusluku. Lasketaa Rao Blackwelli lausee estimaattori E( θ Y () ). Olkoo seuraavassa K = k(y), ku k(y) { 1,..., } o suurimma havaio esimmäie esiitymisluku, eli y k(y) = y () ja k(y) o piei tämä toteuttavista järjestysluvuista. a) Päättele, että b) Päättele, että E( θ Y () ) = E(Y 1 Y () ) E(Y 1 Y () = y (), K = 1) = y () c) Merkitää Z = max(y,..., Y ). Päättele, että E(Y 1 Y () = y (), K > 1) = E(Y 1 Y 1 < y (), Z = y () ) = y () /. (vihje: Z Y 1. Jos ehdolliste odotusarvoje määritelmät mietityttävät, voi e mukavasti palauttaa TNb-kurssi mukaisee muotoo, sillä esimerkiksi { Y 1 < y () } = { L = 1 }, ku L = 1{ Y 1 < y () }) c) Päättele edelliste kohtie avulla, että E( θ Y () ) = Y () P(K = 1 Y () ) + Y () P(K > 1 Y () ) = + 1 Y () Ratkaisu: Olkoo θ > 0 ja oletetaa, että y () θ. a) Esiäki o luotevaa todeta, että E(Y 1 Y () ) = E(Y Y () ) = = E(Y Y () ). Toisi saoe jokaisella havaiolla o sama ehdollie odotusarvo maksimista riippumatta. Havaitoje järjestyksellä ei siis ole merkitystä. Tällöi E( θ Y () ) = E(Y Y () ) = E(Y i Y () ) = i=1 E(Y i Y () ) = E(Y 1 Y () ). b) Jos K = 1, ii tämä tarkoittaa sitä, että maksimi saadaa esimmäisellä. Tällöi satuaismuuttuja Y 1 arvo o oltava y () ja yt E(Y 1 Y () = y (), K = 1) = E(Y 1 Y () = y (), Y () = Y 1 ) = E(y () Y () = y (), Y () = Y 1 ) = y ().

c) Tapahtuma K > 1 ja Y () = y () tarkoittaa sitä, että maksimia ei saada esimmäisellä, vaa jollaki seuraavista. Yhtäpitävästi voidaa siis lausua, että esimmäie havaito o pieempää kui maksimi ja havaioista (Y,..., Y ) suuri o kaikista havaioista suuri. Siis E(Y 1 Y () = y (), K > 1) = E(Y 1 Y 1 < y (), Z = y () ) Merkitää L = 1{Y 1 < y () } Koska Z Y 1, ii E(Y 1 Y 1 < y (), Z = y () ) = E(Y 1 L = 1). Tarkastellaa Y 1 : ehdollista jakaumaa ehdolla L = 1 eli Y 1 : jakaumaa, ku tiedetää, että Y 1 < y (). Nyt siis Y 1 ei voi saada y () :ää suurempia arvoja ja koska Y 1 : ehdollie jakauma o tasajakauma 1, ii ehdollie odotusarvo o E(Y 1 L = 1) = y() 0 y 1 y () dy = y (). d) Edelliste kohtie perusteella voidaa esi todeta, että E(Y 1 Y (), L) = Y () 1{L = 0} + Y () 1{L = 1}. Koska E(X Y ) = E(E(X Y, Z) Y ), ii a-kohtaa ja tätä hyödytämällä E( θ Y () ) = E(Y 1 Y () ) = E(E(Y 1 Y (), L) Y () ) = E(Y () 1{L = 0} + Y () 1{L = 1} Y ()) = Y () P(L = 0 Y () ) + Y () P(L = 1 Y () ) = Y () P(K = 1 Y () ) + Y () P(K > 1 Y () ) = Y () 1 + Y () 1 = Y () + Y () Y () = + 1 Y ().. Tilastollie malli muodostuu yhdestä havaiosta Y N(µ, σ ) ja malli parametri o (µ, σ ). Mitkä seuraavista hypoteeseista ovat yksikertaisia ja mitkä yhdistettyjä: a)σ = 1, b) µ = log σ, c) P(Y > 0) = 1, d) P(Y < ) = P(Y > ) = 1. Piirrä vastaavat joukot (µ, σ )-koordiaatistossa. Ratkaisu: a) Koska σ = 1 (µ, σ ) Ω 0 := {(µ, 1) µ R}, missä Ω 0 sisältää äärettömä mota pistettä, ii hypoteesi o yhdistetty. 1 Tämä voi halutessaa yrittää todistaa itsellee.

b) Koska µ = log σ (µ, σ ) Ω 0 := {(log σ, σ ) σ > 0}, missä Ω 0 sisältää äärettömä mota pistettä, ii hypoteesi o yhdistetty. c) Koska P (Y > 0) = 1 (µ, σ ) Ω 0 := {(µ, σ ) µ > 0, σ = 0}, missä Ω 0 sisältää äärettömä mota pistettä, ii hypoteesi o yhdistetty. d) Olkoo Z N(0, 1). Koska P (Y > ) = P (Y < ) = 1 ja koska ormaalijakauma o symmetrie odotusarvo µ suhtee, ii o oltava µ = 0. Nyt P (Y > ) = P (Y < ) = 1 ( P Z µ ) = 1 σ ( ) 0 Φ = 1 σ ( ) 1 Φ 1 = σ σ = ( ) Φ 1 1 σ = ( ) Φ 1 1 8.79,

missä Φ 1 o stadardiormaalijakauma kvatiilifuktio. Nyt siis P (Y > ) = P (Y < ) = 1 (µ, σ ) Ω 0 := 0, ( ) Φ 1 1, eli Ω 0 sisältää vai yhde pistee, jote hypoteesi o yksikertaie. 3. (Moistee tehtävä 5.) a) Esimerki 5.. koeasetelmassa saadaa 560 kruuua. Laske vastaava p-arvo ja pohdi, voidaako lattia pitää harhattomaa. (Käytä ormaaliapproksimaatiota biomijakauma todeäköisyyksie lasketaa.) b) Ovatko johtopäätökset toiselaiset, jos heittoja oki sata ja saadaa 56 kruuua? Ratkaisu: a) Nollahypoteesi pätiessä K Bi(1000, 1 ). Normaaliapproksimaatioa tälle K oudattaa likimääri ormaalijakaumaa N(1000 1, 1000 1 (1 1 )) eli N(500, 50). Havaitoa k = 560 vastaavaksi p-arvoksi saadaa p = P H0 { K 500 k 500 } = P H0 {K 500 k 500 } + P H0 {K 500 + k 500 } = P H0 {K 500 560 500 } + P H0 {K 500 + 560 500 } = P H0 {K 0} + P H0 {K 560} = P H0 {K 0} + (1 P H0 {K 559}) = P H0 {K 0.5} + (1 P H0 {K 559.5}) ( ) ( ( )) 0.5 500 559.5 500 Φ + 1 Φ 50 50 = Φ 0.00017. ( ) 59.5 50 Saatu p-arvo o se verra piei, että väite lati harhattomuudesta vaikuttaa havaio k = 560 valossa suhteellise epäilyttävältä. b) Jos heittoja oki vai 100, ii ollahypoteesi pätiessä K Bi(100, 1 ). Normaaliapproksimaatioa tälle K oudattaa likimääri ormaalijakaumaa N(100 1, 100 1 (1 1 )) eli N(50, 5).

Havaitoa k = 56 vastaavaksi p-arvoksi saadaa p = P H0 { K 50 k 50 } = P H0 {K 50 k 50 } + P H0 {K 50 + k 50 } = P H0 {K 50 56 50 } + P H0 {K 50 + 56 50 } = P H0 {K } + P H0 {K 56} = P H0 {K } + (1 P H0 {K 55}) = P H0 {K.5} + (1 P H0 {K 55.5}) ( ) ( ( )).5 50 55.5 50 Φ + 1 Φ 5 5 = Φ 0.7. ( ) 5.5 5 Saatu p-arvo o se verra suuri, ettei väitettä lati harhattomuudesta voida havaio k = 56 perusteella käytäössä epäillä. Nimittäi mikäli väite pätee, ii silti oi joka eljäessä 100 heito sarjassa saadaa vähitää yhtä poikkeava tulos kui yt.. Kahta testisuuretta t ja u saotaa ekvivaleteiksi, jos iillä saadaa samat p-arvot ja kriittiset alueet. Olkoo f Y (y; θ) tilastollie malli ja H 0 : θ Ω 0 siihe liittyvä hypoteesi ja t testisuure, joka suuret arvot ovat ovat kriittisiä H 0 :lle (eli pieet arvot ovat sopusoiussa H 0 : kassa). Jos testisuure u(y) = (t(y)) 7, ii päättele että u ja t ovat ekvivaletit testit. Ratkaisu: Materiaali sivulla 61 saotaa kriittise aluee C α oleva joukko aieistoja y, jotka johtavat ollahypoteesi hylkäämisee eli alueita C α = {y : p(y) α}. Siis samalla merkitsevyystasolla α ja aieistolla y, kriittie alue riippuu aioastaa p-arvosta. Siis jos saamme testisuureille t ja u samat p-arvot, o iistä laskettuje kriittiste alueide oltava samat ja site testisuureet ovat ekvivaletit. Koska muuos g(x) = x 7 o aidosti kasvava, pätee p u = p u (y) = P θ0 (U u(y)) = P θ0 (U t(y) 7 ) = P θ0 (T t(y)) = p t jote p-arvot ovat samat ja site myös kriittiset alueet. Siis testisuureet t ja u ovat ekvivaletit.