对均匀分布(a,a+1),提出假设H0:a=0 H1: a=1/2 ,求显著性水平为0.05的最大功效检验
时间: 2024-05-25 16:10:14 浏览: 131
显著性检验
假设H0和H1的概率密度函数分别为f0(x)和f1(x),则:
f0(x) = 1,a <= x <= a+1
f1(x) = 1,a+1/2 <= x <= a+3/2
在H0假设下,a=0,所以:
f0(x) = 1,0 <= x <= 1
f1(x) = 1,1/2 <= x <= 3/2
在H1假设下,a=1/2,所以:
f0(x) = 1,1/2 <= x <= 3/2
f1(x) = 1,1 <= x <= 2
根据最大功效准则,我们要找到一个检验,使得在H1假设下,拒绝H0假设的概率最大。因为H0和H1都是简单假设,所以我们可以使用Neyman-Pearson引理来得到最大功效检验。
首先,我们需要确定一个拒绝域R,它是一个区间,如果样本均值落在该区间内,则拒绝H0假设,否则接受H0假设。由于我们要求显著性水平为0.05的最大功效检验,所以我们需要满足以下两个条件:
1. 确定拒绝域R的概率为0.05,即P(a<=x_bar<=a+1|R) = 0.05
2. 在H1假设下,拒绝域R的概率最大
根据Neyman-Pearson引理,我们可以得到:
P(a<=x_bar<=a+1|R) / P(a<=x_bar<=a+1|H0) = L(R) / k
其中,L(R)是似然比函数,k是一个常数。因为H0和H1的概率密度函数都是均匀分布,所以似然比函数为:
L(R) = f1(x1)f1(x2)...f1(xn) / f0(x1)f0(x2)...f0(xn)
其中,x1, x2, ..., xn是n个独立的样本。
将H0和H1的概率密度函数带入似然比函数,可以得到:
L(R) = (a+1/2)^(n*I(R>=1/2)) * (a+3/2)^(n*I(R<1/2)) / a^n
其中,I(R>=1/2)是指示函数,当R>=1/2时为1,否则为0。I(R<1/2)是指示函数,当R<1/2时为1,否则为0。
我们可以将L(R)写成以下形式:
L(R) = (a+1/2)^(n*x) * (a+3/2)^(n*(1-x)) / a^n
其中,x是一个介于0和1之间的数,表示拒绝域R在区间[1/2, 3/2]中的长度占总长度的比例。
要使得在H1假设下,拒绝域R的概率最大,我们需要最大化似然比函数L(R)。因此,我们可以对L(R)求导,得到:
dL(R)/dx = n*(a+1/2)^(n*x)*(a+3/2)^(n*(1-x))*[ln(a+1/2)-ln(a+3/2)] / a^n * [ln(a+3/2)-ln(a+1/2)] = 0
化简得到:
x = ln(2a+3) / [n*(ln(2a+3)-ln(2a+1))]
将a=0和a=1/2带入上式,可以得到:
当a=0时,x=1/2
当a=1/2时,x=1
因此,当a=0时,拒绝域R为[1/2, 3/2],当a=1/2时,拒绝域R为[0, 1/2]和[3/2, 2]。
我们可以计算拒绝H0假设的概率:
在H0假设下,a=0,拒绝域R为[1/2, 3/2],所以:
P(R|H0) = P(1/2<=x_bar<=3/2|a=0) = 0.5
在H1假设下,a=1/2,拒绝域R为[0, 1/2]和[3/2, 2],所以:
P(R|H1) = P(0<=x_bar<=1/2|a=1/2) + P(3/2<=x_bar<=2|a=1/2) = 0.375
因此,功效为:
power = P(R|H1) = 0.375
综上所述,显著性水平为0.05的最大功效检验是:
当样本均值落在区间[1/2, 3/2]时,拒绝H0假设,否则接受H0假设。在这种情况下,检验的功效为0.375。
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