intervalle de confiance
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dans Statistiques
Bonjour à tous,
j'ai poster cet exercice dans la section "probabilité" et je me suis rendu compte aprés que j'aurais sans doute du le poster ici (j'espere que les modérateurs m'en excuseront).
voila je suis en train de plancher sur un exercice donner à un examen de probabilité de 2eme année.
voici l'énoncé:
soit (X1,.....,Xn) un n-échantillon (n>1) de loi uniforme sur l'intervalle [0, theta]. La densité est donné par:
f(x)= (1/theta)*indicatrice[0,theta](x)
1. calculer l'esperance et la variance de X1.
2. A partir de la moyenne empirique donner un estimateur asymptotiquement normal de théta.
3. Donner ensuite un intervalle de confiance asymptotique pour théta au niveau 0.95.
4. Onveut tester au niveau de risque 0.05 l'hypothése H0: thetha<=10 contre l'hypothese H1: theta>10, determiner une region de rejet de la forme {moyenne empirique>d} (utiliser l'approximation normale).
5. on observe l'échantillon suivant: 11,14,10,15,11,12,9,10,11,6. Est on amené à rejeter l'hypothése H0?
Voila donc si vous pouviez m'aider a résoudre cet exercice sachant que la 1ere question a deja été traitée.
merci
ps: désole pour la syntaxe je ne maitrise pas/plus le latex
j'ai poster cet exercice dans la section "probabilité" et je me suis rendu compte aprés que j'aurais sans doute du le poster ici (j'espere que les modérateurs m'en excuseront).
voila je suis en train de plancher sur un exercice donner à un examen de probabilité de 2eme année.
voici l'énoncé:
soit (X1,.....,Xn) un n-échantillon (n>1) de loi uniforme sur l'intervalle [0, theta]. La densité est donné par:
f(x)= (1/theta)*indicatrice[0,theta](x)
1. calculer l'esperance et la variance de X1.
2. A partir de la moyenne empirique donner un estimateur asymptotiquement normal de théta.
3. Donner ensuite un intervalle de confiance asymptotique pour théta au niveau 0.95.
4. Onveut tester au niveau de risque 0.05 l'hypothése H0: thetha<=10 contre l'hypothese H1: theta>10, determiner une region de rejet de la forme {moyenne empirique>d} (utiliser l'approximation normale).
5. on observe l'échantillon suivant: 11,14,10,15,11,12,9,10,11,6. Est on amené à rejeter l'hypothése H0?
Voila donc si vous pouviez m'aider a résoudre cet exercice sachant que la 1ere question a deja été traitée.
merci
ps: désole pour la syntaxe je ne maitrise pas/plus le latex
Réponses
-
Bonjour.
Questions habituelles :
Qu'as-tu fait ? Où bloques-tu ?
Question subsidiaire : A quel niveau es-tu : deuxième année de quoi? de master ? de licence ?
Cordialement -
tout d'abord merci pour votre réponse.
la premiere question à été faite pour la seconde je pense qu'il suffit simplement d'approximer la moyenne empirique par la loi normale, pour la troisieme je ne suis pas du tout sur de ce que j'ai fait et enfin pour les question 4 et 5 je bloque completement.
sinon pour répondre a votre question je suis en 2eme année de license de maths.
cordialement. -
Effectivement,
tu es sur la bonne voie, en notant que la moyenne empirique est un estimateur de $\frac{\theta}{2}$. L'intervalle de confiance à $95\%$ sur la moyenne d'une variable Normale est un classique, et permet de donner le résultat de la question 4 (Là, je te renvoie au cours pour la façon de faire, car les deux hypothèses sont composites - La forme de réponse donnée semble dire qu'on doit prendre un test unilatéral de "théta = 10").
La question 5 est une évidence : Il y a des valeurs supérieures à 10, donc theta > 10. On est même sûr que théta vaut au moins 15 (On ne tire que des valeurs inférieures à théta !). J'aimerais être sûr que l'auteur n'a pas pensé être en train d'appliquer les résultats de la question précédente (inapplicables dans ce cas, car l'approximation Normale est malsaine pour aussi peu de valeurs.
Cordialement. -
merci
pour la 3eme question je trouve un intervalle de confiance pour theta qui dépend justement de theta. voila ce que je trouve:
J = [ +ou - 2Xn - (4*a*racine de 3)/(theta)*racine de n)]
l'idée je pense serait de majoré theta par une valeur mais je ne sais pas par quoi?
Cordialement. -
Despo,
je ne comprends pas ton calcul d'intervalle de confiance, en particulier ce que peut bien être ce a dans la formule. par contre, tu soulèves un vrai problème, qui est que l'écart type dépend, comme la moyenne, de théta. Une méthode très classique est de prendre comme valeur l'écart type empirique s, et d'utiliser l'outil loi de Student. Pour n très grand, on retrouve les coefficients de la loi Normale (1,96 pour un intervalle bilatéral à 95%).
Cordialement
NB : peux-tu me donner les valeurs que tu as trouvées pour la moyenne et l'écart type de X1 ? et pour la moyenne et l'écart type de l'estimateur de thêta (= 2 fois la moyenne de l'échantillon). -
alors pour l'esperance je trouve E[X1]= theta/2 et pour l'ecart type de X1 je trouve theta/(racine de 12)
enfin mon a désigne la valeur donné par la table de la loi normale.
Je précise néanmoins que le sujet était accompagné uniquement de la table de la loi normale donc je ne pense pas qu'il faut utiliser l'outil loi de student.
cordialement. -
Donc ton intervalle de confiance est faux.
De plus, a est connu.
Cordialement
NB: j'ai peu de temps aujourd'hui. -
Pour une loi Normale de moyenne m, d'écart type $\sigma$, l'intervalle de confiance à $95\%$ est :
$$ ] m - 1,96 \times \sigma , m - 1,96 \times \sigma [ $$
Dans ton cas, $\sigma = \frac{\theta}{n \sqrt {12}}$
Cordialement -
J'espère ne pas arriver trop tard dans la bataille.
Asymptotiquement normal signifie que si $\displaymath{X_n=\sum_{i=1}^{n} x_i}$ un estimateur de la moyenne $\mu$ et $\hat \sigma$ un estimateur de ta variance alors $ \displaymath{Z= \frac{X_n-\mu}{\hat \sigma}\sqrt{n} \sim \mathcal{N}(0,1)}$
De la tu en déduis rapidement que $\displaymath{\mathbb{P} \left( Z \in [ -\alpha_{p/2};\alpha_{p/2}]\right)=p}$ est un intervalle de confiance (de la moyenne de Z) pour ta loi Z, ou encore $\displaymath{\mathbb{P} \left( \frac{X_n-\mu}{\hat \sigma}\sqrt{n} \in [ -\alpha_{p/2};\alpha_{p/2}]\right)=p}$, soit encore $\displaymath{\mathbb{P} \left( \mu \in [X_n-\alpha_{p/2} \frac{\hat\sigma}{\sqrt{n}};X_n+\alpha_{p/2} \frac{\hat\sigma}{\sqrt{n}} ]\right)=p}$.
Comme tu cherches $\theta$, il faut que tu remarques que : $\displaymath{X_n=\sum_{i=1}^{n} x_i}$ est un estimateur de $ \frac{\theta}{2}$ donc un intervalle de confiance pour $\theta$ serait $ \theta\in [2(X_n-\alpha_{p/2}\frac{\hat\sigma}{\sqrt{n}});2(X_n+\alpha_{p/2}\frac{\hat\sigma}{\sqrt{n}}) ]$ (enfin c'est comme ça que je ferais... intuitivement)
Et là je serai bien tenté de dire qu'en fait avec $\displaymath{X_n=\sum_{i=1}^{n} x_i}$ tu connais aussi ton ecart type... (seulement ça me gène un peu). Tu as que $2 X_n = \theta = 2 \sigma \sqrt{3} $ d'où $ \sigma = \frac{X_n}{\sqrt{3}} $ et ton intervalle de confiance serait finalement de : $ \theta\in [2X_n (1-\frac{\alpha_{p/2}}{\sqrt{3n}});2X_n(1+\frac{\alpha_{p/2}}{\sqrt{3n}})) ]$.
Mon resultat est à verifier car je n'ai pas démontré que $\frac{X_n}{ \sqrt{3}} $ était un estimateur sans biais de l'écart type.
Pour la question 4, je serai tenté de dire que c'est à peu de chose près identique. -
Bonne idée, Evariste.
Avec une division par n de la somme qui donne ton $X_n$. Et le fait que ${\hat \sigma}$ n'est pas "un estimateur" (*), mais si possible un estimateur sans biais et convergent (comme le s habituel).
Bien évidemment, tout ça n'a de sens que pour n "grand".
Cordialement
(*) 2 est un estimateur de $\sigma$. -
Effectivement j'ai bien fait une faute de frappe en omettant la division par n.:)
-
Petite remarque pédagogique: préférer $\boxed{\displaymath{\mathbb{P} \left( [X_n-\alpha_{p/2} \frac{\hat\sigma}{\sqrt{n}};X_n+\alpha_{p/2} \frac{\hat\sigma}{\sqrt{n}} ] \ni \mu \right)}}$ plutôt que $\displaymath{\mathbb{P} \left( \mu \in [X_n-\alpha_{p/2} \frac{\hat\sigma}{\sqrt{n}};X_n+\alpha_{p/2} \frac{\hat\sigma}{\sqrt{n}} ]\right)}$.
-
Tout à fait d'accord.
Ou alors, il faudrait un symbole pour marquer l'appartenance future, quand on fera le tirage.
Par contre, ça ne règle pas les erreurs d'interprétation après le tirage de l'échantillon, du genre "il y a 95% de chance que la vraie moyenne soit (est) entre 19,8 et 20,2"
Cordialement -
Je tacherai d'utiliser ta notation Steve... En effet, ça ne change rien, et ça en dit plus sur le sens de l'Intervalle de confiance.GERARD a écrit:Par contre, ça ne règle pas les erreurs d'interprétation après le tirage de l'échantillon, du genre "il y a 95% de chance que la vraie moyenne soit (est) entre 19,8 et 20,2"
-
Bonjour Evariste.
Les statisticiens disent : "la moyenne est dans l'intervalle xx avec une confiance de 95%" ce qui signifie "La probabilité que le tirage au hasard donne un intervalle contenant la moyenne est 95% et le tirage a donné l'intervalle xx".
Personnellement, je trouve que la notion de "confiance" est assez saine, d'autant plus que le mot "probabilité" est souvent mis à toutes les sauces ("vraie" probabilité, modèle probabiliste, évaluation intuitive d'une mesure de vraisemblance, mesure de confiance dans le résultat, etc.)
Cordialement.
NB : Je ne crains pas de parler de "vraie moyenne", car il y en a deux en cause : Celle de la population dans laquelle on échantillonne, et celle de l'échantillon, estimation de la première.
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