Интервальное оценивание

Содержание

Слайд 2

Интервальное оценивание Пусть, как обычно, имеется выборка из распределения с неизвестным

Интервальное оценивание

Пусть, как обычно, имеется выборка из распределения с неизвестным

параметром θ. До сих пор мы занимались «точечным оцениванием» неизвестного параметра — находили приближенное значение параметра ( его оценку).
Существует другой подход к оцениванию, при котором мы указываем интервал, накрывающий параметр с заданной наперед вероятностью. Такой подход называется «интервальным оцениванием».

Интервальное оценивание

Интервальное оценивание

Слайд 3

Определение. Доверительным интервалом уровня значимости α (0 P(I1(X) ≤ θ ≤

Определение.

Доверительным интервалом уровня значимости α (0< α <1) для параметра θ

называется интервал I=[I1, I2], для которого выполняется условие:
P(I1(X) ≤ θ ≤ I2 (X)) = 1 – α.
Число 1 – α называется доверительной вероятностью, а I1(X), I2 (X)
– нижней и верхней доверительными границами.
Слайд 4

Смысл доверительного интервала Таким образом, (1 – α) –доверительный интервал –

Смысл доверительного интервала

Таким образом, (1 – α) –доверительный интервал –

случайный интервал, который с вероятностью 1 – α накрывает истинное значение параметра θ.
(Параметр – неслучайная величина, а границы интервала случайны, поэтому читают формулу как «интервал накрывает параметр», а не как « параметр попадает в интервал»).
Слайд 5

Уровень значимости α Его обычно берут равным одному из чисел 0.001,

Уровень значимости α

Его обычно берут равным одному из чисел 0.001, 0.005,

0.01, 0.05, 0.1. Уровень значимости выражает ошибку доверительного интервала. Чем меньше α , тем больше доверительная вероятность и тем надежнее доверительный интервал, но более надежный интервал является более широким и менее информативным. Стандартный уровень значимости α =0.05. Соответствующий доверительный интервал называется 95% –м.
Слайд 6

Доверительный интервал для параметра a нормального распределения N(a,σ).

Доверительный интервал для параметра a нормального распределения N(a,σ).

Слайд 7

Продолжение

Продолжение

Слайд 8

Квантили нормального распределения

Квантили нормального распределения

Слайд 9

Квантили нормального распределения

Квантили нормального распределения

Слайд 10

Окончательный ответ:

Окончательный ответ:

Слайд 11

Замечание Значения квантилей находят в таблицах. Приведем наиболее часто используемые квантили

Замечание

Значения квантилей находят в таблицах. Приведем наиболее часто используемые квантили стандартного

нормального распределения N(0,1):
u0.95 = 1.64,
u0.975 = 1.96,
u0.995 = 2.58.
Слайд 12

Пример Найти доверительный интервал уровня значимости α = 0.05 для неизвестного

Пример

Найти доверительный интервал уровня значимости α = 0.05 для неизвестного математического

ожидания а нормально распределенного признака X генеральной совокупности, если σ = 5, выборочное среднее =14 и объем выборки n = 25.
Слайд 13

Все величины известны. Подставив u0.975 = 1.96, = 14, σ =

Все величины известны. Подставив
u0.975 = 1.96, = 14, σ =

5, n = 25, окончательно получим искомый доверительный интервал
12,04 ≤ а ≤ 15,96.
Слайд 14

Схема построения доверительного интервала Т.о., надо взять статистику G(x, θ), такую,

Схема построения доверительного интервала

Т.о., надо взять статистику G(x, θ), такую, что

она сама зависит от параметра θ, а ее распределение от θ не зависит, записать уравнение
P(γ1 ≤ G(x, θ) ≤ γ2) = 1 – α,
и разрешить неравенство под знаком вероятности относительно параметра θ.
Слайд 15

Как найти γ1 и γ2 В качестве γ1 и γ2 будем

Как найти γ1 и γ2

В качестве γ1 и γ2 будем использовать

квантили распределения статистики G(x, θ):
γ1=Gα/2, γ2=G1 –α/2
Напоминание. Квантиль порядка q отсекает слева 100∙q% значений случайной величины.
Слайд 16

Доверительный интервал для параметра a нормального распределения N(a,σ) (при неизвестном σ)

Доверительный интервал для параметра a нормального распределения N(a,σ) (при неизвестном σ)

Слайд 17

Окончательный ответ (при неизвестном σ) :

Окончательный ответ (при неизвестном σ) :

Слайд 18

Доверительный интервал для параметра σ нормального распределения N(a,σ).

Доверительный интервал для параметра σ нормального распределения N(a,σ).

Слайд 19

Продолжение

Продолжение

Слайд 20

Окончательный ответ:

Окончательный ответ:

Слайд 21

Асимптотический доверительный интервал Если оценка параметра асимптотически нормальна и несмещена, (например, является о.м.п.), то

Асимптотический доверительный интервал

Если оценка параметра асимптотически нормальна и несмещена, (например,
является

о.м.п.), то