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

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

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

4.7 Todennäköisyysjakaumia

Tilastollinen päättömyys, kevät 2017 Harjoitus 5b

Tilastollinen päättely II, kevät 2017 Harjoitus 3B

9 Lukumäärien laskemisesta

Tehtävä 11 : 1. Tehtävä 11 : 2

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

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

Tilastollinen päättömyys, kevät 2017 Harjoitus 6A

Miehitysluvuille voidaan kirjoittaa Maxwell Boltzmann jakauman mukaan. saamme miehityslukujen summan muodossa

EX1 EX 2 EX =

Todennäköisyyslaskenta IIa, syys lokakuu 2019 / Hytönen 1. laskuharjoitus, ratkaisuehdotukset

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 1. viikolle /

Mat Tilastollisen analyysin perusteet, kevät 2007

Diskreetin Matematiikan Paja Ratkaisuja viikolle 5. ( ) Jeremias Berg

8. laskuharjoituskierros, vko 11, ratkaisut

Tilastolliset menetelmät: Varianssianalyysi

C (4) 1 x + C (4) 2 x 2 + C (4)

Väliestimointi (jatkoa) Heliövaara 1

Tilastolliset menetelmät: Tilastolliset testit

ABHELSINKI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Tehtävä 2 Todista luennoilla annettu kaava: jos lukujen n ja m alkulukuesitykset. ja m = k=1

MS-A0501 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi

2-suuntainen vaihtoehtoinen hypoteesi

MAB7 Talousmatematiikka. Otavan Opisto / Kati Jordan

Yleinen lineaarinen malli. Yleinen lineaarinen malli. Yleinen lineaarinen malli: Mitä opimme? 2/4. Yleinen lineaarinen malli: Mitä opimme?

Osa 2: Otokset, otosjakaumat ja estimointi

Mat Tilastollisen analyysin perusteet, kevät 2007

Matematiikan tukikurssi

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

Tämä merkitsee geometrisesti, että funktioiden f

Johda jakauman momenttiemäfunktio ja sen avulla jakauman odotusarvo ja varianssi.

2-suuntainen vaihtoehtoinen hypoteesi

Yhden selittäjän lineaarinen regressiomalli

1. YKSISUUNTAINEN VARIANSSIANALYYSI: AINEISTON ESITYSMUODOT

JOHDATUS LUKUTEORIAAN (syksy 2017) HARJOITUS 1, MALLIRATKAISUT

Tehtävä 3. Määrää seuraavien jonojen raja-arvot 1.

Tilastolliset menetelmät: Tilastolliset testit

Yksisuuntainen varianssianalyysi (jatkoa) Heliövaara 1

Tilastollinen testaus. Vilkkumaa / Kuusinen 1

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

Valitaan testisuure, jonka jakauma tunnetaan H 0 :n ollessa tosi.

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa I

MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto ja esimerkkejä ym., osa I

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa I

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

Laskennallisen kombinatoriikan perusongelmia

Yksisuuntainen varianssianalyysi (jatkoa) Kuusinen/Heliövaara 1

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

M 2 M = sup E M 2 t. E X t = lim. niin martingaalikonvergenssilauseen oletukset ovat voimassa, eli löydämme satunnaismuuttujan M, joka toteuttaa ehdon

Kolmivaihejärjestelmän oikosulkuvirran laskemista ja vaikutuksia käsitellään standardeissa IEC-60909, , , 60781, ja

, sanotaan niiden sääntöjen ja menetelmien kokonaisuutta, joilla otos poimitaan määritellystä perusjoukosta.

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

Luku 11. Jatkuvuus ja kompaktisuus

V. POTENSSISARJAT. V.1. Abelin lause ja potenssisarjan suppenemisväli. a k (x x 0 ) k M

Tilastolliset menetelmät: Varianssianalyysi

5.7 Uskottavuusfunktioon perustuvia testejä II

Harjoitus 7: NCSS - Tilastollinen analyysi

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto ja esimerkkejä ym., osa I

Luento 6 Luotettavuus Koherentit järjestelmät

MS-A0502 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi Luennot, osa II

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

Olkoot X ja Y riippumattomia satunnaismuuttujia, joiden odotusarvot, varianssit ja kovarianssi ovat

Osa 2: Otokset, otosjakaumat ja estimointi

Harjoitukset 1 : Tilastokertaus

Mat Tilastollisen analyysin perusteet, kevät 2007

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

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

Vakuutusmatematiikan sovellukset klo 9-15

Todennäköisyysjakaumat 1/5 Sisältö ESITIEDOT: todennäköisyyslaskenta, määrätty integraali

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

Luku 2. Jatkuvuus ja kompaktisuus

Luento 7 Luotettavuus Koherentit järjestelmät

funktiojono. Funktiosarja f k a k (x x 0 ) k

Mat Sovellettu todennäköisyyslasku 9. harjoitukset/ratkaisut. Luottamusvälit

Hanoin tornit. Merkitään a n :llä pienintä tarvittavaa määrää siirtoja n:lle kiekolle. Tietysti a 1 = 1. Helposti nähdään myös, että a 2 = 3:

Odotusarvoparien vertailu. Vilkkumaa / Kuusinen 1

Johda jakauman momenttiemäfunktio ja sen avulla jakauman odotusarvo ja varianssi.

Bernoullijakauma. Binomijakauma

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

J1 (II.6.9) J2 (X.5.5) MATRIISILASKENTA(TFM) MALLIT AV 6

MATP153 Approbatur 1B Harjoitus 1, ratkaisut Maanantai

MS-A0501 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi

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

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

Sattuman matematiikkaa III

i ni 9 = 84. Todennäköisin partitio on partitio k = 6, k k

Johdatus tilastotieteeseen Yhden selittäjän lineaarinen regressiomalli. TKK (c) Ilkka Mellin (2005) 1

MTTTA1 Tilastomenetelmien perusteet 5 op Luento , osa 1. 1 Kokonaisuudet johon opintojakso kuuluu

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

MTTTA1 Tilastomenetelmien perusteet 5 op Luento Kokonaisuudet johon opintojakso kuuluu

Joulukuun vaativammat valmennustehtävät ratkaisut

III. SARJATEORIAN ALKEITA. III.1. Sarjan suppeneminen. x k = x 1 + x 2 + x ,

3.6 Todennäköisyyden laskusääntöjä Onneksi ennalta arvaamaton todennäköisyys noudattaa täsmällisiä sääntöjä. Tutustutaan niistä keskeisimpiin.

Riemannin sarjateoreema

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

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

Tilastollisen analyysin perusteet Luento 2: Tilastolliset testit

Ortogonaalisuus ja projektiot

Transkriptio:

HY, MTO / Matemaattiste tieteide adiohjelma Tilastollie päättely II, evät 019 Harjoitus 5B Rataisuehdotusia Tehtäväsarja I 1. (Jatoa Harjoitus 5A tehtävää 4). Moistee esimeri 3.3.3. muaa momettimeetelmä estimaattori θ Y o parametri θ harhato estimaattori. Lisäsi Y () o H5A tehtävä 4 muaa tyhjetävä tuusluu. Lasetaa Rao Blacwelli lausee estimaattori E( θ Y () ). Oloo seuraavassa K (Y), u (y) { 1,..., } o suurimma havaio esimmäie esiitymisluu, eli y (y) y () ja (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) Meritää 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 muavasti palauttaa TNb-urssi muaisee muotoo, sillä esimerisi { Y 1 < y () } { L 1 }, u L 1{ Y 1 < y () }) c) Päättele edelliste ohtie avulla, että E( θ Y () ) Y () P(K 1 Y () ) + Y () P(K > 1 Y () ) + 1 Y () Rataisu: Oloo θ > 0 ja oletetaa, että y () θ. a) Esiäi o luotevaa todeta, että E(Y 1 Y () ) E(Y Y () ) E(Y Y () ). Toisi saoe joaisella havaiolla o sama ehdollie odotusarvo masimista riippumatta. Havaitoje järjestysellä ei siis ole meritystä. Tällöi E( θ Y () ) E(Y Y () ) E(Y i Y () ) E(Y i Y () ) E(Y 1 Y () ). b) Jos K 1, ii tämä taroittaa sitä, että masimi 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 () taroittaa sitä, että masimia ei saada esimmäisellä, vaa jollai seuraavista. Yhtäpitävästi voidaa siis lausua, että esimmäie havaito o pieempää ui masimi ja havaioista (Y,..., Y ) suuri o aiista havaioista suuri. Siis E(Y 1 Y () y (), K > 1) E(Y 1 Y 1 < y (), Z y () ) Meritää L 1{Y 1 < y () } Kosa Z Y 1, ii E(Y 1 Y 1 < y (), Z y () ) E(Y 1 L 1). Tarastellaa Y 1 : ehdollista jaaumaa ehdolla L 1 eli Y 1 : jaaumaa, u tiedetää, että Y 1 < y (). Nyt siis Y 1 ei voi saada y () :ää suurempia arvoja ja osa Y 1 : ehdollie jaauma o tasajaauma 1, ii ehdollie odotusarvo o E(Y 1 L 1) y() 0 y 1 y () dy y (). d) Edelliste ohtie perusteella voidaa esi todeta, että E(Y 1 Y (), L) Y () 1{L 0} + Y () 1{L 1}. Kosa E(X Y ) E(E(X Y, Z) Y ), ii a-ohtaa 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 ().. Kolio harhattomuutta tutitaa heittämällä sitä ertaa ja irjaamalla ylös ruuuje luumäärä. a) Formuloi huolellisesti asetelmaa uvaava malli ja ollahypoteesi. Miä o luoollie testisuure ja millaiset testisuuree arvot puhuvat ollahypoteesia vastaa? b) Heittoja o 10 ja saadaa 3 ruuua. Lase vastaava p-arvo ja pohdi, voidaao olioa pitää harhattomaa. c) Muuttuvato johtopäätösesi, jos 100 ja saadaa 30 ruuua? Ohje. Biomijaaumaa liittyviä todeäöisyysiä voi lasea ätevästi R:llä, lisäsi ormaaliapprosimaatio o varsi tara c)-ohdassa Rataisu: 1 Tämä voi halutessaa yrittää todistaa itsellee.

a) Oletetaa, että olioheitot ovat toisistaa riippumattomia ja ullai heitolla todeäöisyys saada ruuu o tutemato luu θ (0, 1). Nollahypoteesi o, että olio o harhato, miä taroittaa, että ruuu ja laava todeäöisyys o sama, eli H 0 : θ 1. Luoollie testisuure o ruuuje luumäärä. Meritää ruuuje määrää vastaavaa satuaismuuttujaa K :lla, jolloi K Bi(, θ). Erityisesti ollahypoteesi pätiessä K Bi (, 1 ) Kosa EH0 (K) /, ii ollahypoteesia vastaa puhuvat sellaiset K : arvot, joissa poieama (/) o suuri, missä o havaittu ruuuje luumäärä. Tämä taroittaa siis sellaisia : arvoja, joissa o selvästi suurempaa ui / tai selvästi pieempää ui /. b) Havaitaa aieisto 3, u 10. Nyt / 5 ja vastaava p-arvo o p P H0 { K 5 3 5 } P H0 {K 3} + P H0 {K 7} 3 (1 10 1 10 + ) 0 10 7 (1 10 1 10 ) 11 3 0.34375 Saatu p-arvo o se verra suuri, että aieisto voi atsoa oleva sopusoiussa H 0 :, eli olio harhattomuude assa. Riittävää äyttöä H 0 :aa vastaa ei siis saatu. c) Havaitaa aieisto 30, u 100. Nyt / 50 ja vastaava p-arvo o p P H0 { K 50 30 50 } P H0 {K 30} + P H0 {K 70} 30 (1 100 1 100 + ) 0 7.85 10 5 100 70 (1 100 ) ( 1 ) 100 Tämä voidaa lasea esimerisi R:llä omeolla sum(dbiom(c(0:30,70:100),100,0.5)) tai omeolla pbiom(30,100,0.5)+pbiom(69,100,0.5,lower.tailfalse). Vaihtoehtoisesti voidaa äyttää ormaaliapprosimaatiota, eli K oudattaa ollahypoteesi pätiessä liimai ormaalijaaumaa odotusarvolla µ 50 ja variassilla σ 100 1 1 5, eli esihajoalla σ 5. Oloo Z N(0, 1). Ylläoleva todeäöisyys P H0 {K 30} + P H0 {K 70} P H0 {K 30.5} + P H0 {K 69.5} (jatuvuusorjaus) { } { } K 50 30.5 50 K 50 69.5 50 P + P 5 5 5 5 P{Z 3.9} + P{Z 3.9} P{Z 3.9} + 1 P{Z < 3.9} Φ( 3.9) + 1 Φ(3.9) 1 Φ(3.9) + 1 Φ(3.9) 9.6 10 5 Nyt saatu p-arvo o ii piei, että aieisto voi atsoa todistava voimaaasti H 0 :aa vastaa, eli olio harhattomuutta vastaa. Olisi siis erittäi epätodeäöistä saada tällaie aieisto, miäli olio olisi harhato.

3. Kahta testisuuretta t ja u saotaa evivaleteisi, jos iillä saadaa samat p-arvot ja riittiset alueet. Oloo f Y (y; θ) tilastollie malli ja H 0 : θ Ω 0 siihe liittyvä hypoteesi ja t testisuure, joa suuret arvot ovat ovat riittisiä H 0 :lle (eli pieet arvot ovat sopusoiussa H 0 : assa). Jos testisuure u(y) g(t(y)), u g : R R o aidosti asvava futio, ii päättele että u ja t ovat evivaletit testit. Rataisu: Materiaali sivulla 61 saotaa riittise aluee C α oleva jouo aieistoja y, jota johtavat ollahypoteesi hyläämisee eli alueita C α {y : p(y) α}. Siis samalla meritsevyystasolla α ja aieistolla y, riittie alue riippuu aioastaa p-arvosta. Siis jos saamme testisuureille t ja u samat p-arvot, o iistä lasettuje riittiste alueide oltava samat ja site testisuureet ovat evivaletit. Meritää T t(y), jolloi g(t ) u(y). Kosa muuos g o aidosti asvava, pätee p u p u (y) P θ0 (U u(y)) P θ0 (U g(t(y))) P θ0 (T t(y)) p t jote p-arvot ovat samat ja site myös riittiset alueet. Siis testisuureet t ja u ovat evivaletit. 4. (Moistee tehtävä 5.4) Kauppias myy mäysiemeiä, joide itävyyde väitetää oleva aiai 80 %. Neljä asiaasta ostaa ui pussillise eli 10 siemetä. He havaitsevat, että itäviä siemeiä oli 9, 5, 6 ja 8. a) Kui asiaas testaa itävyysväitettä oma havaitosa valossa tavallista biomijaaumamallia äyttäe. Mitä ovat asiaaide saamat p-arvot? Oo jollai heistä aihetta hylätä väite 5 %: meritsevyystasolla? b) Toie asiaas tulee valittamaa siemete laadusta auppiaalle ja ertoo oma p-arvosa. Mite auppias voi arvioida itävyysväitettä, u hä otasuu, että muut olme ovat olleet laatuu tyytyväisiä? Vihje. Valitaorjaus. c) Testaa itävyysväitettä ooaisaieisto (40 siemeestä 8 iti) valossa. (Voit äyttää ormaaliapprosimaatiota.) Rataisu: a) Tilastollisea mallia o siis Y Bi(10, θ), missä θ (0, 1) : Ω. Nollahypoteesi muaa θ [0.8, 1) : Ω 0. Oloo testisuureea itävie siemete luumäärä T t(y ) Y Bi(10, θ). Testisuuree pieet arvot ovat riittisiä ollahypoteesille. Nyt havaitoa y {0, 1,..., 10} vastaava p-arvo o p p(y) 0 ( 10 sup θ [0.8,1) ) P θ (T t(y)) 0.8 (1 0.8) 10, sillä supremum saavutetaa θ: arvolla 0.8. sup θ [0.8,1) 0 10 θ (1 θ) 10 Oletetaa, että θ 0.8. Oloo X 1,..., X 10 riippumattomia satuaismuuttujia, joilla P(X i ) 0.8, P(X i 1) θ 0.8 ja P(X i 0) 1 θ. Nyt 10 1{X i } Bi(10, 0.8) ja 10 1{X i 1}

Esimmäie asiaas havaiollaa y 9 saa p-arvosi p(9) 9 0 10 0.8 (1 0.8) 10 0.893, toie asiaas havaiollaa y 5 vastaavasti p(5) 0.038, olmas asiaas ja eljäs asiaas p(6) 0.11 p(8) 0.64. Asiaaista (vai) toie voi hylätä väittee 5 % meritsevyystasolla. b) Toie asiaas ertoo saaeesa p-arvo 0.038. Kauppias voi tästä lasea todellise p-arvo teemällä valitaorjause, joa huomioi se, että sama testi o tehty eljää ertaa eljälle eri aieistolle. Olettamalla aieistot riippumattomisi todellisesi p-arvosi saadaa 1 (1 0.038) 4 0.15. Ilma riippumattomuusoletustai Boferroi-orjatusi p-arvosi saadaa 4 0.038 0.131. Kauppiaa ei siis tarvitse hylätä ollahypoteesia 5 % meritsevyystasolla toise asiaaa ilmoituse perusteella. c) Tilastollisea mallia o yt Y 1,..., Y 4 Bi(10, θ), missä θ (0, 1). Nollahypoteesi muaa θ [0.8, 1). Oloo testisuureea itävie siemete ooaismäärä T t(y) Y 1 +... + Y 4. Riippumattomie biomijaautueide satuaismuuttujie summaa T Bi(40, θ). Testisuuree pieet arvot ovat riittisiä ollahypoteesille. Aieistoa y (9, 5, 6, 8) vastaava testisuuree arvo o t t(y) 9+5+6+8 8, ja tätä vastaava p-arvo o p p(y) 0.0875, sup P θ (T t(y)) P 0.8 (T 8) θ [0.8,1) 8 0 40 0.8 (1 0.8) 10 jote ooaisaieisto perusteella ollahypoteesia ei hylätä 5 % meritsevyystasolla. (Normaaliapprosimaatiolla ( ) jatuvuusorjause assa saadaa p Φ 8.5 40 0.8 0.0833.) 40 0.8 (1 0.8) Bi(10, θ), jote ( 10 ) ( 10 ) 10 θ (1 θ) 10 P 1{X i 1} y P 1{X i } y 0 0 { 10 } sillä 1{X i 1} 1{X i } aiilla i ja site 1{X i 1} y 10 0.8 (1 0.8) 10, { 10 1{X i } y }.