تقدير الامكان الاكبر لمتوسط الحياة فى حالة المعاينة من النوع الثانى

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‫اوﻻ ‪ :‬ﺣﻞ اﻟﺴﺆال اﻻول وﳌﺰﻳﺪ ﻣﻦ اﻟﺘﻔﺎﺻﻴﻞ ﳝﻜﻨﻚ اﻟﺮﺟﻮع‬ ‫اﱃ ﻛﺘﺎﰉ ﻋﻠﻰ اﳌﻨﺘﺪى اﺳﺘﺨﺪام اﻻﺳﺘﺪﻻل اﻻﺣﺼﺎﺋﻰ اﻟﺒﻴﻴﺰى‬ ‫ﰱ اﺧﺘﺒﺎرات اﳊﻴﺎة اﻟﻔﺼﻞ اﳋﺎﻣﺲ‬ ‫ﺗﻘدﯾر اﻻﻣﻛﺎن اﻻﻛﺑر ﻟﻣﺗوﺳط اﻟﺣﯾﺎة ﻓﻰ ﺣﺎﻟﺔ اﻟﻣﻌﺎﯾﻧﺔ ﻣن اﻟﻧوع اﻟﺛﺎﻧﻰ‬ ‫إذا ﻛﺎن ﻟﺪﻳﻨﺎ اﺧﺘﺒﺎر اﳊﻴﺎة ﻣﻦ ﻋﻴﻨﺔ ﻣﺮاﻗﺒﺔ ﻣﻦ اﻟﻨﻮع اﻟﺜﺎﱐ وﺑﻔﺮض ان ‪ y1  y 2    y r‬ﻫﻰ ال ‪ r‬اﻻوﱃ ﻣﻦ‬ ‫اﳌﺸﺎﻫﺪات اﳌﺮﺗﺒﺔ واﳌﺎﺧﻮذة ﻣﻦ ﻋﻴﻨﺔ ﻋﺸﻮاﺋﻴﺔ ﻣﻦ اﳊﺠﻢ ‪ n‬ﺗﺘﺒﻊ اﻟﺘﻮزﻳﻊ اﻻﺳﻰ ﲟﻌﻠﻤﺔ ‪ ‬ﺣﻴﺚ ‪ r  n‬و‬ ‫‪ y  y1 , y 2 , , y r‬واﳌﻄﻠﻮب ﺗﻘﺪﻳﺮ ﻣﺘﻮﺳﻂ زﻣﻦ اﳊﻴﺎة ‪ . ‬داﻟﺔ اﻹﻣﻜﺎن ﺗﻌﻄﻰ ﻛﺎﻵﰐ ‪:‬‬ ‫‪r‬‬ ‫!‪n‬‬ ‫‪f (yi )[1  F(yr )]n  r‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪(n  r)! i 1‬‬

‫‪L(y1 , y 2 ,..., y n | )  L ‬‬ ‫‪y‬‬

‫‪y‬‬

‫‪r‬‬ ‫!‪n‬‬ ‫) ‪1 ( i ) ( r‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪[ e  ][e  ]n  r‬‬ ‫‪(n  r)! i 1 ‬‬ ‫‪r‬‬

‫‪1‬‬

‫] ‪yi  (n  r) y r‬‬ ‫‪n! 1 (  [‬‬ ‫‪i 1‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪e‬‬ ‫‪.‬‬ ‫‪(n  r)! r‬‬

‫ﻣﻘﺪر اﻹﻣﻜﺎن اﻷﻛﱪ ‪ MLE‬ﻟﻠﻤﻌﻠﻤﺔ ‪ ‬ﻫﻮ اﳊﻞ ﻟﻠﻤﻌﺎدﻟﺔ ‪:‬‬ ‫‪ ln L‬‬ ‫‪0‬‬ ‫ˆ‪ ‬‬

‫وﻳﺘﻢ ﺑﺎﳋﻄﻮات اﻟﺘﺎﻟﻴﺔ‪:‬‬ ‫‪r‬‬

‫] ‪[ y i  (n  r)y r‬‬ ‫‪i 1‬‬

‫‪‬‬

‫‪ln L‬‬ ‫‪ r ln  ‬‬ ‫‪‬‬

‫‪r‬‬

‫] ‪[ yi  (n  r)y r‬‬ ‫‪.‬‬

‫‪i 1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪ ln L r‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬

‫ﺑﻮﺿﻊ ‪:‬‬ ‫‪ ln L‬‬ ‫‪ 0.‬‬ ‫ˆ‪ ‬‬

‫‪١‬‬


r

y

 (n  r)y r  r i 1 i   ˆ ˆ 2 r u  ˆ  ,u=  y i  (n  r)y r . r i 1 . ˆ ‫اﻻن ﻳﺘﻢ دراﺳﺔ اﻟﺘﻮزﻳﻊ اﳌﻀﺒﻮط ﻟﻠﻤﻘﺪر‬

:‫داﻟﺔ اﻟﻜﺜﺎﻓﺔ اﻻﺣﺘﻤﺎﻟﻴﺔ اﳌﺸﱰﻛﺔ ﻟﻺﺣﺼﺎءات اﻟﱰﺗﻴﺒﻴﺔ ﰲ اﻟﻌﻴﻨﺔ ﺗﻌﻄﻰ ﻛﺎﻟﺘﺎﱄ‬ r

1 g(y1 , y 2 ,..., y r )  r exp(  

[ y i  (n  r)y r ] i 1

)

r

. U  [ Yi  (n  r)Yr ] ‫اﻻن اﳌﻄﻠﻮب اﳚﺎد ﺗﻮزﻳﻊ‬ i 1

:‫ﺑﻔﺮض اﻟﺘﺤﻮﻳﻠﺔ اﻷﺣﺎدﻳﺔ‬

Z1  n (Y1  Y0 ), Z2  (n  1)(Y2  Y1 ) Z3  (n  2)(Y3  Y2 )  Zi  (n  i  1)(Yi  Yi1 ) , i  1,2,...,r , Y0  0 :‫واﻟﺘﺤﻮﻳﻠﺔ اﻟﻌﻜﺴﻴﺔ ﳍﺎ ﻫﻲ‬ Z Z Zi Yi  1  2  ...  , i  1,2,,r, n n 1 n  i 1 : ‫وﻫﺬا ﻳﻌﲎ ان‬ r

r

 Y  (n  r)Y   Z i

r

i 1

i

U .

i 1

:‫وﻣﻨﻬﺎ ﻳﺘﻢ اﳚﺎد ﺟﺎﻛﻮﺑﻴﺎن اﻟﺘﺤﻮﻳﻞ ﻛﺎﻟﺘﺎﱄ‬

y1 z1 y 2 J  z1  y r z1

y1 z 2

y1 z r

y 2 y 2  n! z 2 z r  . (n  r)!   y r z 2

y r z r : ‫وﻣﻨﻬﺎ‬

٢


‫‪r‬‬

‫‪ zi‬‬

‫) ‪1 (  i 1‬‬ ‫‪g(z1 ,z 2 ,...,z r )  r e‬‬ ‫‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫ﳑﺎ ﻳﻌﲏ إن اﳌﺘﻐﲑات ‪ Z i‬ﻣﺘﻐﲑات ﻋﺸﻮاﺋﻴﺔ ﻣﺴﺘﻘﻠﺔ وﻣﺘﻄﺎﺑﻘﺔ وﻛﻞ ﻣﻨﻬﺎ ﻳﺘﺒﻊ اﻟﺘﻮزﻳﻊ اﻻﺳﻲ ﺑﺎﳌﻌﻠﻤﺔ ‪. ‬‬ ‫‪Zi  E xp()  U  G(, r).‬‬

‫ﺣﻴﺚ ان ﺗﻮزﻳﻊ ‪ U‬ﻫﻮ ‪:‬‬ ‫‪u > 0.‬‬

‫‪1‬‬ ‫‪( )r‬‬ ‫‪u‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪h(u) =  u r-1 e ‬‬ ‫)‪(r‬‬

‫‪,‬‬

‫‪r‬‬

‫ﻛﻤﺎ ﳝﻜﻦ ﳝﻜﻦ إﳚﺎد ﺗﻮزﻳﻊ ‪ U   Zi‬ﻣﻦ اﻟﺪاﻟﺔ اﳌﻮﻟﺪة ﻟﻠﻌﺰوم ﻛﺎﻟﺘﺎﱄ ‪:‬‬ ‫‪i 1‬‬

‫‪1‬‬

‫‪M Zi (t)  (1  t) ,i  1, 2,...r‬‬ ‫‪(t)  (1  t) r .‬‬

‫‪r‬‬

‫‪M‬‬

‫‪ Zi‬‬ ‫‪i1‬‬

‫واﻟﱵ ﲤﺜﻞ اﻟﺪاﻟﺔ اﳌﻮﻟﺪة ﻟﻠﻌﺰوم ﳌﺘﻐـﲑ ﻋﺸـﻮاﺋﻲ ﻳﺘﺒـﻊ ﺟﺎﻣـﺎ ﲟﻌﻠﻤﺘـﲔ )‪. (, r‬اﻟﺘﻮزﻳـﻊ اﳌﻀـﺒﻮط ﻟﻠﻤﻘـﺪر ˆ‪ ‬ﳝﻜـﻦ اﳚـﺎدﻩ ﻣـﻦ‬ ‫اﻟﺪاﻟﺔ اﳌﻮﻟﺪة ﻟﻠﻌﺰوم ﻛﺎﻟﺘﺎﱃ ‪:‬‬ ‫‪t  r‬‬ ‫‪) .‬‬ ‫‪r‬‬

‫‪(t)  (1 ‬‬

‫‪r‬‬

‫‪Zi‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪i1‬‬

‫‪Mˆ (t)  M U (t)  M‬‬ ‫‪r‬‬

‫‪r‬‬

‫‪‬‬ ‫‪r‬‬

‫واﻟﱵ ﲤﺜﻞ اﻟﺪاﻟﺔ اﳌﻮﻟﺪة ﻟﻠﻌﺰوم ﳌﺘﻐﲑ ﻋﺸﻮاﺋﻲ ﻳﺘﺒﻊ ﺟﺎﻣﺎ ﲟﻌﻠﻤﺘﲔ )‪. ( , r‬‬ ‫ﻹﳚﺎد اﻟﺘﻮﻗﻊ واﻟﺘﺒﺎﻳﻦ ﻟﺘﻮزﻳﻊ ˆ‪ ) ‬اﳌﻀﺒﻮط ‪ ( exact‬ﻧﺘﺒﻊ اﻟﺘﺎﱃ‪:‬‬ ‫أي ان ˆ‪ ‬ﻣﻘﺪر ﻏﲑ ﻣﺘﺤﻴﺰ ﻟﻠﻤﻌﻠﻤﺔ ‪. ‬‬ ‫اﻟﺘﺒﺎﻳﻦ ﻟﻠﻤﻘﺪر ˆ‪ ‬ﳛﺴﺐ ﻛﺎﻟﺘﺎﱄ ‪:‬‬

‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪E(ˆ )  E(U)  (r)  .‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪.‬‬ ‫‪1 r‬‬ ‫) ‪ Zi‬‬ ‫‪r i 1‬‬

‫(‪Var(ˆ ) = Var‬‬ ‫‪n‬‬

‫) ‪ Var(Z‬‬ ‫‪i‬‬

‫‪i 1‬‬

‫‪1‬‬ ‫‪n2‬‬

‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪(r‬‬ ‫‪‬‬ ‫=)‬ ‫‪.‬‬ ‫‪r2‬‬ ‫‪r‬‬

‫وداﻟﺔ ﻛﺜﺎﻓﺔ اﻻﺣﺘﻤﺎل ﻟﻠﻤﺘﻐﲑ ˆ‪ ‬ﺗﻜﻮن ﻋﻠﻰ اﻟﺸﻜﻞ اﻟﺘﺎﱄ ‪:‬‬

‫‪٣‬‬

‫=‬ ‫=‬


‫‪ˆ > 0.‬‬

‫‪,‬‬

‫‪r‬‬ ‫‪( )n‬‬ ‫ˆ‪r‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪r 1‬‬ ‫‪‬‬ ‫ˆ‬ ‫ˆ‬ ‫‪f() ‬‬ ‫‪ e ‬‬ ‫)‪(r‬‬

‫ﻻﺛﺒﺎت أن اﳌﻘﺪر ˆ‪ ‬ﻏﲑ ﻣﺘﺤﻴﺰ ﺑﺄﻗﻞ ﺗﺒﺎﻳﻦ أي ‪ MVUE‬ﻧﺘﺒﻊ اﻟﺘﺎﱃ ‪.:‬‬ ‫‪ 2 ln L r‬‬ ‫‪u‬‬ ‫‪ 2 2 3.‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪ ln L‬‬ ‫‪r 2r‬‬ ‫‪r‬‬ ‫(‪E‬‬ ‫‪) 2  3  2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ˆ)   .‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫(‪Var‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ 2 ln L‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪r‬‬ ‫(‪ E‬‬ ‫)‬ ‫‪2‬‬ ‫‪‬‬

‫أي أن اﳌﻘﺪر ˆ‪ ‬ﻫﻮ ﻣﻘﺪر ﻏﲑ ﻣﺘﺤﻴﺰ ﺑﺄﻗﻞ ﺗﺒﺎﻳﻦ أي ‪. MVUE‬‬ ‫ﻹﺛﺒﺎت أن ˆ‪ ‬إﺣﺼﺎء ﻛﺎﰲ ‪ sufficient‬ﻧﺘﺒﻊ اﻵﰐ ‪:‬‬ ‫‪u‬‬

‫‪1‬‬ ‫‪L= r e‬‬ ‫‪‬‬

‫‪u‬‬

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

‫ﺣﻴﺚ ‪ N(x) =1‬و ‪. K(u,)=-r e ‬‬ ‫‪ U sufficient for  .‬‬ ‫‪ ˆ sufficient for  .‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪U‬‬ ‫‪ U=  Zi‬إﺣﺼﺎء ﻛﺎﰲ ﻟﻠﻤﻌﻠﻤﺔ ‪ ‬وﺑﺎﻟﺘﺎﱄ ﻓﺈن‬ ‫‪n‬‬ ‫‪i=1‬‬

‫‪ ˆ ‬إﺣﺼﺎء ﻛﺎﰲ أﻳﻀﺎ ‪.‬‬

‫ﺛﺎﻧﯾﺎ ‪ :‬اﻟﺳؤال اﻟﺛﺎﻧﻰ ﯾﻣﻛﻧك ﺗﺗﺑﻊ اﻟﻣﺛﺎﻟﯾن اﻟﺗﺎﻟﯾﯾن وﺳوف ﺗﺣﻠﻪ ان ﺷﺎء اﷲ‬

‫ﻣﺛﺎل‬ ‫ﺑﻔرض أن ‪ X‬ﻣﺗﻐﯾراً ﻋﺷواﺋﯾﺎً ﻣن اﻟﻧوع اﻟﻣﺗﺻل ‪ٕ ،‬واذا ﻛﺎن ‪ Y  X 2‬ﻓﺈن ‪:‬‬ ‫)‪ FY (y)  P[X 2  y]  P[ y  X  y]  FX ( y)  FX (  y‬أوﺟد )‪f Y (y‬‬

‫اﻟﺣــل‪:‬‬ ‫ﻓﻲ ﻫذﻩ اﻟﺣﺎﻟﺔ داﻟﺔ ﻛﺛﺎﻓﺔ اﻻﺣﺗﻣﺎل ﻟﻠﻣﺗﻐﯾر اﻟﻌﺷواﺋﻲ ‪ Y‬ﯾﻣﻛن اﻟﺗﻌﺑﯾر ﻋﻧﻬﺎ ﺑدﻻﻟﺔ داﻟﺔ ﻛﺛﺎﻓﺔ‬

‫اﻻﺣﺗﻣﺎل ﻟﻠﻣﺗﻐﯾر اﻟﻌﺷواﺋﻲ ‪ X‬وذﻟك ﻷن ‪:‬‬

‫‪٤‬‬


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 : ‫ ﻫﻲ‬X ‫إذا ﻛﺎﻧت داﻟﺔ ﻛﺛﺎﻓﺔ اﻹﺣﺗﻣﺎل ﻟﻣﺗﻐﯾر‬

f (x) 

1 8

, 2x6 . Y = X2 ‫أوﺟد داﻟﺔ ﻛﺛﺎﻓﺔ اﻹﺣﺗﻣﺎل ﻟﻠﻣﺗﻐﯾر‬ :‫اﻟﺣــل‬

f Y (y)   f Y (y) 

1  f 2 y X

 y   f  X

y  

1 1 1  0y4 8  2 y  8 1

f 2 y  X

1  0 8  2 y

 y   0

, 4  y  36

: ‫ ﻫﻲ‬Y ‫أي أن داﻟﺔ ﻛﺛﺎﻓﺔ اﻹﺣﺗﻣﺎل ﻟﻠﻣﺗﻐﯾر‬  1 8 y  f Y (y)    1 16 y

,

0  y  4.

, 4  y  36.

٥


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