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Kann mir hier jemand helfen? Danke

Betrachte eine Zufallsstichprobe

\( x_{1}=0.52, x_{2}=1.17, x_{3}=0.47, x_{4}=1.31 \)

einer gammaverteilten Zufallsvariable \( X \sim \operatorname{Ga}(\alpha, \beta) . \)

Die Dichte von \( x \) ist gegeben durch
$$ f(x | \alpha, \beta)=\frac{1}{\Gamma(\alpha)} \beta^{\alpha} x^{\alpha-1} \exp (-\beta x) $$
für \( x>0, \alpha>0 \) und \( \beta>0 .\quad  \Gamma(\alpha) \) ist die Gammafunktion und liefert einen konkreten Wert in Abhängigkeit von \( a \) Bestimmen Sie den Maximum-Likelihood Schätzer für \( \beta, \) wenn \( \alpha=1.41 . \) Eingabe auf 4 Nachkommastellen gerundet.

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die Log-Likelihood-Funktion ist

\( l(\beta) = \sum_{i=1}^{4} \log(f(x_i \mid \alpha, \beta)) \).

Ihre Ableitung hinsichtlich \( \beta \) ist

\( \frac{\partial l}{\partial \beta} = \sum_{i=1}^{4} \frac{\partial}{\partial \beta} \log(f(x_i \mid \alpha, \beta)) \)

\( = \sum_{i=1}^{4} \frac{\frac{\partial}{\partial \beta} f(x_i \mid \alpha, \beta)}{f(x_i \mid \alpha, \beta)} \)

\( = \sum_{i=1}^{4} \frac{\frac{1}{\Gamma(\alpha)} x_i^{\alpha - 1} \frac{\partial}{\partial \beta}\left( \beta^{\alpha} \exp(-\beta x_i) \right) }{\frac{1}{\Gamma(\alpha)} x_i^{\alpha - 1} \beta^{\alpha} \exp(-\beta x_i) } \)

\( = \sum_{i=1}^{4} \frac{\alpha \beta^{\alpha-1} \exp(-\beta x_i) - \beta^{\alpha} x_i \exp(-\beta x_i)}{\beta^{\alpha} \exp(-\beta x_i)} \)

\( = \sum_{i=1}^{4} \left( \frac{\alpha}{\beta} - x_i \right) \stackrel{!}{=} 0\).

Für \( \beta \) ergibt dies

\( \beta = \frac{4 \alpha}{\sum_{i=1}^{4} x_i} \left( = \frac{\alpha}{\bar{x}} \right) \)

\( = \frac{4 \cdot 1.41}{0.52 + 1.17 + 0.47 + 1.31} = 1.6254 \).

Mister

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