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¿Un método de Monte Carlo; intervalo de confianza para el máximo de una distribución uniforme?

Si hay $n$muestras $X_1 \leq X_2 \leq ... \leq X_n$ de una distribución uniforme continua pdf $f(x)=\frac{1}{\theta},0\leq x \leq \theta$, es bien sabido que el MLE para $\theta$ es $\hat{\theta}=X_n$.

Sin embargo, si el sistema de arranque se utiliza para estimar el intervalo de confianza de $\hat{\theta}=X_n$, vemos que el intervalo de confianza será algo así como $[aX_n,X_n], 0

¿Me pregunto si hay un método de Monte Carlo que le puede dar un intervalo de confianza más razonable, tal vez algo así como $[X_n,bX_n],b>1$?

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jldugger Puntos 7490

Por qué no usar simplemente la definición de intervalo de confianza?

Si usted busca un límite de confianza superior de $\theta$, dicen que con $1-\alpha$ de cobertura. Porque esto es equivalente a la estimación de una escala y $X_n$ es la estadística de prueba, usted debe buscar una ECU de la forma $cX_n$ para algunas constante universal de $c$. Todo esto significa que (por definición) es que

$$1-\alpha = {\Pr}_\theta[c X_n \ge \theta] = {\Pr}_\theta[X_n \ge \theta/c] = 1-\left(\frac{1}{c}\right)^n.$$

The solution is $c = \alpha^{-1/n}$.

Interestingly, a lower confidence limit for $\theta$ can be found in the same way, in the form LCL = $b X_n$ with $b = (1-\alpha)^{-1/n}$. This confidence interval never contains $\hat{\theta} = X_n$!

For example, suppose $n=10$ and we seek a (symmetric) two-sided 95% confidence interval, so that $\alpha = 0.025$. Thus $c=1.446126$ and $b=1.002535$: we have 95% confidence that the limit of the underlying uniform distribution, $\theta$, se encuentra entre 1.446 y 1.003 veces los mayores de 10 iid atrae de esa distribución.

Como una prueba (en R):

# Specify the confidence.
alpha <- 1 - 0.95

# Create simulated values.
n <- 10                                 # Number of iid draws per trial
nTrials <- 10000                        # Number of trials
theta <- 1                              # Parameter (positive; its value doesn't matter)
set.seed(17)
x <- runif(n*nTrials, max=theta)        # The data
xn <- apply(matrix(x, nrow=n), 2, max)  # The test statistics

# Compute the coverage of the simulated intervals.
ucl.k <- (alpha/2)^(-1/n)
lcl.k <- (1-alpha/2)^(-1/n)
length(xn[lcl.k * xn <= theta & theta <= ucl.k * xn]) / nTrials

Este (reproducible) ejemplo de los rendimientos 95.05%, lo más cerca que uno puede esperar de la cobertura nominal de 95%.

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Ismail S Puntos 352

Sí, esto es un ejemplo clásico de cuando el bootstrap es incompatible, pero este método produce inferencia válida. Ver Swanepoel (1986), Politis y Romano (1994) o Canty et. al. (2006).

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