ทฤษฎีบทของบาสุ
ในทางสถิติทฤษฎีบทของ Basuระบุว่าสถิติที่สมบูรณ์และ เพียงพออย่างมีขอบเขตใดๆ จะไม่ขึ้นอยู่กับสถิติเสริม ใดๆ นี่เป็นผลลัพธ์ในปี 1955 ของDebabrata Basu [ 1 ]
มักใช้ในทางสถิติเป็นเครื่องมือในการพิสูจน์ความเป็นอิสระของสถิติ สองตัว โดยแสดงให้เห็นก่อนว่าตัวหนึ่งสมบูรณ์เพียงพอและอีกตัวหนึ่งเป็นข้อมูลเสริม จากนั้นจึงอ้างถึงทฤษฎีบท[ 2 ]ตัวอย่างเช่น การแสดงให้เห็นว่าค่าเฉลี่ยตัวอย่างและความแปรปรวนตัวอย่างของการแจกแจงปกติเป็นสถิติที่เป็นอิสระ ซึ่งทำในส่วนตัวอย่างด้านล่าง คุณสมบัตินี้ (ความเป็นอิสระของค่าเฉลี่ยตัวอย่างและความแปรปรวนตัวอย่าง) เป็นลักษณะเฉพาะของการแจกแจงปกติ
คำแถลง
อนุญาตเป็นกลุ่มของการแจกแจงบนพื้นที่ที่วัดได้และสถิติ แผนที่จากไปยังพื้นที่ที่สามารถวัดได้บางส่วน. ถ้าเป็นสถิติเพียงพอที่สมบูรณ์อย่างมีขอบเขตสำหรับ, และเป็นส่วนเสริมของจากนั้นจึงขึ้นอยู่กับเงื่อนไข,เป็นอิสระจากนั่นคือ.
การพิสูจน์
อนุญาตและเป็นการแจกแจงส่วนชายขอบของและตามลำดับ
กำหนดให้โดยภาพต้นแบบของเซตใต้แผนที่สำหรับชุดที่วัดได้ใดๆเรามี
การแจกจ่ายไม่ขึ้นอยู่กับ เพราะ เป็นส่วนประกอบเสริม ในทำนองเดียวกันไม่ขึ้นอยู่กับเพราะเพียงพอแล้ว ดังนั้น
โปรดสังเกตว่าฟังก์ชันที่อยู่ภายในอินทิกรัล (integrand) เป็นฟังก์ชันของและไม่ใช่ดังนั้น เนื่องจากฟังก์ชันนั้นสมบูรณ์แบบอย่างมีขอบเขต
เป็นศูนย์สำหรับค่าเกือบทั้งหมดของและด้วยเหตุนี้
สำหรับเกือบทั้งหมด. ดังนั้น,เป็นอิสระจาก.
ตัวอย่าง
ความเป็นอิสระของค่าเฉลี่ยตัวอย่างและความแปรปรวนตัวอย่างของการแจกแจงแบบปกติ
ให้X , X , ..., X เป็นตัวแปรสุ่มปกติ อิสระที่มีการ แจกแจงเหมือนกัน โดยมีค่าเฉลี่ยμและความแปรปรวนσ 2
จากนั้น เมื่อพิจารณาพารามิเตอร์μ แล้ว สามารถแสดงได้ว่า
ค่าเฉลี่ยของตัวอย่าง เป็นสถิติที่สมบูรณ์และเพียงพอ – เป็นข้อมูลทั้งหมดที่สามารถหาได้เพื่อประมาณค่าμและไม่มีข้อมูลอื่นใดเพิ่มเติม – และ
ค่าความแปรปรวนของตัวอย่าง เป็นสถิติเสริม – การกระจายของค่านี้ไม่ขึ้นอยู่กับμ
ดังนั้น จากทฤษฎีบทของ Basu จึงสรุปได้ว่า สถิติเหล่านี้เป็นอิสระต่อกันโดยมีเงื่อนไขว่าโดยมีเงื่อนไขว่า.
ผลลัพธ์เรื่องความเป็นอิสระนี้สามารถพิสูจน์ได้ด้วยทฤษฎีบทของ Cochranเช่น กัน
นอกจากนี้ คุณสมบัตินี้ (ที่ค่าเฉลี่ยตัวอย่างและความแปรปรวนตัวอย่างของการแจกแจงปกติเป็นอิสระต่อกัน) เป็นลักษณะเฉพาะของการแจกแจงปกติ – ไม่มีการแจกแจงอื่นใดที่มีคุณสมบัตินี้[ 3 ]
หมายเหตุ
- ↑บาสุ (1955)
- ↑ Ghosh, Malay; Mukhopadhyay, Nitis; Sen, Pranab Kumar (2011), การประมาณค่าแบบลำดับ , Wiley Series in Probability and Statistics, เล่มที่ 904, John Wiley & Sons, หน้า 80, ISBN 9781118165911ทฤษฎีบท
ต่อไปนี้ ซึ่งเป็นผลงานของบาสุ... ช่วยเราในการพิสูจน์ความเป็นอิสระระหว่างสถิติบางประเภท โดยไม่ต้องหาการแจกแจงร่วมและการแจกแจงส่วนย่อยของสถิติที่เกี่ยวข้อง นี่เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพมากและมักถูกนำมาใช้...
- ↑ Geary, RC (1936). "การกระจายตัวของอัตราส่วน "Student" สำหรับตัวอย่างที่ไม่เป็นไปตามการแจกแจงปกติ" ภาคผนวกของวารสารของราชสมาคมสถิติ 3 ( 2): 178– 184. doi : 10.2307/2983669 . JFM 63.1090.03 . JSTOR 2983669 .