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Encontrar un estimador insesgado

Sea $X_i$ sean observaciones de $U[0, \theta]$ (distribución uniforme continua). Encontrar un estimador insesgado para $\frac{1}{\theta}$

Lo que hice fue $\theta^* = g(X)$ sea un estimador. Entonces, para ser insesgado, debe cumplirse lo siguiente: $$\int\limits_{0}^{\theta} \theta^*(x) \frac{1}{\theta} dx =\frac{1}{\theta}\int\limits_{0}^{\theta} g(x) dx = \frac{1}{\theta}\big[G(\theta) - G(0) \big]$$

donde $G' = g$ así que la pista es encontrar alguna función $g$ con tales propiedades. Esta es la parte en la que necesito ayuda.

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heropup Puntos 29437

¿Puede encontrar un estimador para $\theta$ ? Un ejemplo natural es el estimador de máxima verosimilitud, $$\hat \theta = \max_i x_i = x_{(n)}.$$ Otro ejemplo es el estimador del método de los momentos, $$\tilde \theta = 2 \bar x,$$ es decir, el doble de la media muestral. ¿Son sesgadas o insesgadas?

Entonces, podría elegir estimadores para $1/\theta$ como $1/\hat \theta$ o $1/\tilde \theta$ . Pero, ¿cuál es la expectativa de cada uno? ¿Cómo calcular $$\operatorname{E}\left[\frac{1}{\max_i X_i}\right]?$$

Una forma sería calcular la PDF de la estadística de orden $X_{(n)}$ se define la variable aleatoria transformada $$Y = 1/X_{(n)}, \quad f_Y(y) = \frac{f_X(1/y)}{y^2}, \quad \frac{1}{\theta} \le y < \infty.$$ Esto le da la PDF del estimador $1/\hat \theta$ . Entonces $$\operatorname{E}\left[\frac{1}{\max_i X_i}\right] = \operatorname{E}[Y] = \int_{y = 1/\theta}^\infty y f_Y(y) \, dy.$$ Si $1/\hat \theta$ eran imparciales para $1/\theta$ ¿Cuál debería ser el resultado de este cálculo? Si es sesgado, ¿cómo podemos "ajustar" este estimador para que sea insesgado?

Una pista: no pruebe este método con $1/\tilde \theta$ . La PDF de la media muestral para una distribución uniforme no es una densidad agradable con la que trabajar.

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stats134711 Puntos 110

Rellene los pasos

  1. Encontrar un estimador insesgado de $\theta$ (considere la versión escalada de la estadística completa y suficiente (c.s.s) para $Unif[0,\theta]$ )
  2. Encuentre $f(T)$ el pdf del c.s.s., llámalo $T=T(X_1,...,X_n)$ (nótese el apoyo)
  3. Consideremos ahora $h(T)$ que es un estimador insesgado de $g(\theta)=1/\theta$ que es diferenciable en $(0,\infty)$
  4. Es decir $h(T)$ debe satisfacer, $E[h(T)]=g(\theta)$ .
  5. $E[h(T)]=\int_{-\infty}^{\infty}h(t)f(t)dt= g(\theta)$ . Simplifica y diferencia ambos lados. Cuidado con diferenciar la integral.
  6. Resolver para $h(\theta)$ para obtener una expresión para $h(T)$ el estimador insesgado de $g(\theta)=1/\theta$

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