Закон больших чисел. Проверка статистических гипотез (критерий согласия w2 Мизеса: простая гипотеза)

Дипломная работа - Математика и статистика

Другие дипломы по предмету Математика и статистика

Статистики wn2 при фиксированных альтернативах рассматривал Чепмен.

. Теперь будем рассматривать случай, когда альтернативные распределения

изменяются с ростом n следующим образом

 

 

Тогда

 

, , (1.2.8)

 

а G0 (x) и? (t) - непрерывные функции. При этих условиях и при условии (1.2.6) предельное распределение статистики wn2 совпадает с распределением случайной величины

 

,

 

где ? (t) - гауссовский случайный процесс с нулевым математическим ожидание и корреляционной функцией

 

.

 

Пусть ?i и ?i (t) i=1,2……. - собственные значения и собственные функции корреляционного оператора с ядром К (t,?).

Обозначим

 

, k=1, 2…

 

Тогда предельное распределение статистики при рассматриваемых альтернативах может быть представлена квадратичной формой

 

 

где хi, i=1,2. - независимо одинаково распределенные стандартные нормальные случайные величины.

Характеристическая функция Q есть

 

(1.2.9)

где

 

а D (?) - определитель Фредгольма ядра К (t,?). При выводе этой формулы используется формула для характеристической функции для центрального распределения ?2. Так как

 

 

а резольвента яда К (t,?) есть

 

 

то учитывая (1.2.8) получаем

 

где

 

Справедлива следующая теорема (Чибисова):

При а

 

 

Равномерно по х, где Ф (х) - стандартная функция нормально распределения.

2. Практическая часть

 

2.1 Решение задач о типах сходимости

 

. Доказать, что из сходимости почти наверное следует сходимость по вероятности. Приведите контрпример, показывающий, что обратное утверждение неверно.

Решение. Пусть последовательность случайных величин сходится к случайной величине почти наверное. Значит, для любого

 

 

и из сходимости к почти наверное вытекает, что сходится к по вероятности, так как в этом случае

 

 

Но обратное утверждение неверно. Пусть последовательность независимых случайных величин, имеющих одну и ту же функцию распределения , равную нулю при и равную при . Рассмотрим последовательность

 

 

Эта последовательность сходится к нулю по вероятности, так как

 

 

стремится к нулю при любом фиксированном и . Однако сходимость к нулю почти наверное иметь место не будет.

Действительно,

 

 

стремится к единице, то есть с вероятностью 1 в последовательности при любых и найдутся реализации, превосходящие

. Пусть монотонная последовательность. Доказать, что в этом случае сходимость к по вероятности влечет за собой сходимость к с вероятностью 1.

Решение. Пусть монотонно убывающая последовательность, то есть . Для упрощения наших рассуждений будем считать, что , при всех . Пусть сходится к по вероятности, однако сходимость почти наверное не имеет место.

Тогда существует , такое, что при всех

 

 

 

 

что противоречит сходимости к по вероятности. Таким образом, для монотонной последовательности , сходящейся к по вероятности, имеет место и сходимость с вероятность 1 (почти наверное).

. Пусть последовательность сходится к по вероятности. Доказать, что из этой последовательности можно выделить подпоследовательность , сходящуюся к с вероятностью 1 при .

Решение. Пусть некоторая последовательность индексов , выбирая так, чтобы

 

 

Тогда ряд

 

 

то есть, как следует из предыдущей задачи, .

. Доказать, что из сходимости в среднем какого-либо положительного порядка следует сходимость по вероятности. Приведите контрпример, показывающий, что обратное утверждение неверно.

Решение. Пусть последовательность сходится к величине в среднем порядка

 

 

Воспользуемся обобщенным неравенством Чебышева: для произвольного и

 

 

Устремив и учитывая, что , получим, что

 

 

то есть сходится к по вероятности.

Однако сходимость по вероятности не влечет за собой сходимость в среднем порядка . Это показывает следующий пример. Рассмотрим вероятностное пространство , где , борелевская алгебра, мера Лебега.

Определим последовательность случайных величин

следующим образом:

 

 

Последовательность сходится к 0 по вероятности, так как

 

 

но при любом

 

 

то есть сходимость в среднем иметь место не будет.

. Пусть , причем для всех . Доказать, что в этом случае сходится к в среднеквадратическом.

Решение. Заметим, что так как , то . Получим оценку для . Рассмотрим случайную величину . Пусть произвольное положительное число. Тогда и при . Значит

 

 

 

среднеквадратическом.

 

. Доказать, что если сходится к по вероятности, то имеет место слабая сходимость . Приведите контрпример, показывающий, что обратное утверждение неверно.

Решение. Докажем, что если , то в каждой точке , являющейся точкой непрерывности (это необходимое и достаточное условие слабой сходимости ), функция распределения величины , а величины .

Пусть точка непрерывности функции . Если , то справе?/p>