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Feuille 3 Exercice 1

La variable aleatoire

X suit une loi
N(0,σ2)
avec
σ>0
.
Nous etudierons le test
H0:σ2=σ02
contre
H1:σ2=σ21
avec
0<σ0<σ1
.

  1. Determiner la statistique de Neyman-Pearson que nous noterons
    Tn
    .
  2. Determiner
    α
    en fonction du seuil du test.
  3. Determiner
    β
    en fonction du seuil du test.
  4. Determiner les courbes COR associees a ce test.
Solution

T=Πi=1nf(Xi,σ1)Πi=1nf(Xi,σ0)=Πi=1n1σ12πexp(Xi22σ12)Πi=1n1σ02πexp(Xi22σ02)=(σ0σ1)nexp(12i=1nXi2(1σ121σ02))ln(T)=nln(σ0σ1)\colorgreena12i=1nXi2(1σ121σ02)\colorgreenb=ab2i=1nXi2

D'apres le lemme de Neyman-Pearson:

L'hypothese

H0 est rejetee lorsque:

T>Cαln(T)>ln(Cα)ab2i=1nXi2>ln(Cα)i=1nXi2>2b(ln(Cα)a)\colorredi=1nXi2>SαTn=i=1nXi2

On cherche

α et
β
:

α=P(rejeter H0|H0 vraie)=P(Xi2>Sα|σ=σ0)=P(Tnσ02>Sασ02)

Les variables aleatoires sont normales centrees et independantes donc

Wn:=Tnσ02χ2(n)α=P(Wn>Sασ02)

On prend

α=0.05 et
n=33

Sασ0247,40

chi2.ppf(0.95, 33) chi2.isf(0.05, 33)

s comme survie

α=1FN(Sασ02)FN(Sασ02)=1αSασ02=FN1(1α)\colorredSα=σ02FN1(1α)

β=P(Accepte H_0|H1 vraie)=P(TnSα|σ2=σ12)

Sous l'hypothese

H1:
Wn:=Tnσ12χ2(n)

β=P(WnSασ12)=Fn(Sασ12)\colorredβ=Fn(σ02Fn1(1α)σ12)

Feuille 3 Exercice 3

La variable aleatoire

X suit une loi geometrique de parametre
p
. A l’aide du theoreme de Wilks, ecrire la zone de rejet du test
H0:p=0,25
contre
H1:p=0,5
.

Solution

D'apres le theoreme de Wilks,

Rn=2log(Tn)χ2(1){Rn>3,84}

Il suffit d'expliciter en

Rn

Il suffit d'expliciter

Rn

Tn=L(X1,,Xn,0.5)L(X1,,Xn,0.25)=i=1n0.5×(10.5)Xi1i=1n0.25×(10.25)Xi1=2n×i=1n(0.50.75)Xi1=2n×i=1n(23)=2n×(23)i=1n(Xi1)

Passons au logarithme neperien:

ln(Tn)=nln(2)+ln(23)i=1n(Xi1)Rn=2ln(Tn)=2(nln(2)+ln(23)i=1n(Xi1))α=5%

Rappel:

Rn suit asymptotiquement
χ2(1)

Zone de rejet:

{Rn>3,84}

On veut resoudre l'equation pour isoler

i=1nXi

2[nln(2)+ln(23)i=1n(Xi1)]>3.84ln(23)i=1n(Xi1)>3.842ln(2)i=1nXin<3.842nln(2)ln(23)car ln(23)<0i=1nXin<1.92nln(2)nln(23)+1X¯n<1.92nln(2)nln(23)+1

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