9.28

9.28

Let be a random sample from the normal distribution . Show that the likelihood ratio principle for testing , where is specified, against leads to the inequality . Is this a uniformly most powerful test of against ?

Diketahui . Ambil sembarang . Fungsi likelihood untuk sampel adalah:

Sehingga diperoleh MLE dan: $L(\hat{\theta}) = (2\pi)^{-n/2} \exp\left(-\frac{1}{2}\sum_{i=1}^n (x_i-\bar{x})^2\right)$$

Likelihood ratio-nya adalah:

Perhatikan bahwa:

Sehingga: $\lambda = \exp\left(-\frac{n(\bar{x}-\theta’)^2}{2}\right)$$

Ambil sembarang konstanta positif. Dapat diperoleh

dimana

Test ini bukan UMPT, karena UMPT didefiniskan untuk composite hypothesis, sementara yang diberikan adalah simple hypothesis.

Terbukti . Tetapi, test ini bukan UMPT karena adalah composite hypothesis.

9.29

9.29

Let be a random sample from the normal distribution .

Show that the likelihood ratio principle for testing specified, and specified, against , unspecified, leads to a test that rejects when or , where are selected appropriately

Diketahui . Fungsi likelihood untuk sampel adalah: $L(\theta_1, \theta_2) = \prod_{i=1}^n \frac{1}{\sqrt{2\pi\theta_2}} \exp\left(-\frac{(x_i-\theta_1)^2}{2\theta_2}\right) = (2\pi\theta_2)^{-n/2} \exp\left(-\frac{1}{2\theta_2}\sum_{i=1}^n (x_i-\theta_1)^2\right)$$

Di bawah : (specified), unspecified.

Untuk memaksimumkan , cari dengan:

Sehingga: $L(\hat{\theta}1, \theta_2’) = (2\pi\theta_2’)^{-n/2} \exp\left(-\frac{1}{2\theta_2’}\sum{i=1}^n (x_i-\bar{x})^2\right)$$

Di bawah : dan keduanya unspecified.

Untuk memaksimumkan :

Sehingga: $L(\hat{\theta}_1, \hat{\theta}_2) = (2\pi\hat{\theta}_2)^{-n/2} \exp\left(-\frac{n}{2}\right)$$

Likelihood ratio adalah:

Misalkan . Maka: $\lambda = \left(\frac{S^2}{n\theta_2’}\right)^{-n/2} \exp\left(\frac{n}{2}\left(1 - \frac{S^2}{n\theta_2’}\right)\right)$$

Test menolak ketika untuk konstanta .

Perhatikan bahwa adalah fungsi dari . Fungsi mencapai maksimum ketika dan menurun ketika menjauh dari (baik lebih kecil atau lebih besar).

Karena ekuivalen dengan atau untuk konstanta yang dipilih sesuai dengan tingkat signifikansi.

Test menolak ketika dimana dipilih sesuai tingkat signifikansi.

9.32

9.32

Let be the order statistics of a random sample of size from a distribution with p.d.f. , , for all real .

Find the likelihood ratio test for testing against .

Fungsi likelihood untuk sampel adalah:

Untuk memaksimumkan , perlu meminimumkan . Diketahui bahwa median sampel meminimumkan jumlah deviasi absolut. Untuk , median adalah .

Sehingga (statistik terurut ketiga).

Di bawah : $L(\theta_0) = \frac{1}{32} \exp\left(-\sum_{i=1}^5 |x_i-\theta_0|\right)$$

Di bawah : unspecified $L(\hat{\theta}) = L(Y_3) = \frac{1}{32} \exp\left(-\sum_{i=1}^5 |x_i-Y_3|\right)$$

Likelihood ratio adalah:

Perhatikan bahwa:

Likelihood ratio test adalah

9.34

9.34

A random sample arises from a distribution given by

$ \begin{align} H_{0} & : f(x;\theta) = \frac{1}{\theta} & 0<x< \theta ,\quad 0 \text{ elsewhere} \ H_{1} & : f(x;\theta) = \frac{1}{\theta} e^{x/\theta} & 0<x< \theta ,\quad 0 \text{ elsewhere} \end{align} $$

Determine the likelihood ratio test associated with the test of against .

Di bawah : untuk (distribusi uniform)

Fungsi likelihood: $L_0(\theta) = \prod_{i=1}^n \frac{1}{\theta} = \frac{1}{\theta^n}, \quad \theta \geq \max(x_i) = x_{(n)}$$

Untuk memaksimumkan , pilih sekecil mungkin, yaitu .

Sehingga: $L_0(\hat{\theta}0) = \frac{1}{x{(n)}^n}$$

Di bawah : untuk (distribusi eksponensial)

Fungsi likelihood:

Untuk memaksimumkan:

Sehingga: $L_1(\hat{\theta}_1) = \frac{1}{\bar{x}^n} \exp\left(-\frac{n\bar{x}}{\bar{x}}\right) = \frac{1}{\bar{x}^n} e^{-n}$$

Likelihood ratio adalah:

Likelihood ratio test adalah dimana .