Два образца хи-квадрат


10

Этот вопрос взят из книги Ван дер Ваарта «Асимптотическая статистика», стр. 253. № 3:

Предположим, что и являются независимыми полиномиальными векторами с параметрами и . При нулевой гипотезе, что показывают, чтоXmYn(m,a1,…,ak)(n,b1,…,bk)ai=bi

χ 2 к - 1 с я=(Хм,я+Уп,я)/(т+п)

∑i=1k(Xm,i−mc^i)2mc^i+∑i=1k(Yn,i−nc^i)2nc^i
имеет . где .χk−12c^i=(Xm,i+Yn,i)/(m+n)

Мне нужна помощь, чтобы начать. Какая стратегия здесь? Мне удалось объединить два слагаемых в:

∑i=1k(mYn,i−nXm,i)2mn(m+n)c^i

но это не будет работать с CLT, потому что это взвешенная комбинация и . Не уверен, что это правильный путь. Какие-либо предложения?Y nXmYn

РЕДАКТИРОВАТЬ: если то это довольно легко, потому что мы получаемm=n

mYn−nXmmn(m+n)=Yn−Xm(m+n)

где числитель можно рассматривать как сумму разностей многочленных переменных, поэтому мы можем применить CLT и затем завершить его с помощью теоремы 17.2 из той же главы. Тем не менее, я не могу понять, как заставить это работать в этой ситуации с различными размерами выборки. Любая помощь?(1,a1,…,ak)

Ссылка на 17-ю главу Google Книги Ван дер Ваарта

Ответы:


6

Сначала некоторые обозначения. Пусть и обозначают категориальную последовательность, связанную с и , то есть . Пусть . Рассмотрим бинеризации где - дельта Кронекера. Итак, мы имеем{ Y t } 1 , … , n X m Y nPr { X t =i } =ai,Pr { Y t =i } =biN=n+m X ∗ я{Xt}1,…,m{Yt}1,…,nXmYnPr{Xt=i}=ai,Pr{Yt=i}=biN=n+m δi,j≡1i=jXm,i= N ∑ t = 1 X ∗ t ,

Xi∗=(X1,i∗,…,XN,i∗)=(δi,X1,…,δi,Xn,0,…,0)Yi∗=(Y1,i∗,…,YN,i∗)=(0,…,0,δi,Y1,…,δi,Yn)
δi,j≡1i=j
Xm,i=∑t=1NXt,i∗=∑t=1mδi,XtYn,i=∑t=1NYt,i∗=∑t=1nδi,Yt

Теперь мы начинаем доказательство. Сначала мы объединяем два слагаемых тестовой статистики. Обратите внимание, что Таким образом, мы можем записать статистику теста как

Xm,i−mc^i=(n+m)Xm,i−m(Xm,i+Yn,i)n+m=nXm,i−mYn,in+mYn,i−nc^i=(n+m)Yn,i−n(Xm,i+Yn,i)n+m=mYn,i−nXm,in+m
S=∑i=1k(Xm,i−mc^i)2mc^i+∑i=1k(Yn,i−nc^i)2nc^i=∑i=1k(nXm,i−mYn,i)2(n+m)2mc^i+∑i=1k(nXm,i−mYn,i)2(n+m)2nc^i=∑i=1k(nXm,i−mYn,i)2nm(n+m)c^i

Далее обратите внимание, что с следующие свойства

nXm,i−mYn,i=∑t=1NnXt,i∗−mYt,i∗=Zi
E[Zi]=nE[Xm,i]−mE[Yn,i]=nmai−nmai=0Var[Zi]=Var[nXm,i−mYn,i]=n2Var[Xm,i]−m2Var[Yn,i]Note Xm,i and Yn,i are independent=n2mai(1−ai)+m2nai(1−ai)=nm(n+m)ai(1−ai)Cov[Zi,Zj]=E[ZiZj]−E[Zi]E[Zj]=E[(nXm,i−mYn,i)(nXm,j−mYn,j)]=n2(−maiaj+m2aiaj)−2n2m2aiaj+m2(−naiaj+n2aiaj)=−nm(n+m)aiaj

и поэтому с помощью многомерного CLT мы имеем где -й элемент , . Так как По Слуцкому у нас есть где - единичная матрица,

1nm(n+m)Z=nXm−mYnnm(n+m)→DN(0,Σ)
(i,j)Σσij=ai(δij−aj)c^=(c^1,…,c^k)→p(a1,…,ak)=a
nXm−mYnnm(n+m)c^→DN(0,Ik−aa′)
Ikk×ka=(a1,…,ak) . Поскольку имеет собственное значение 0 кратности 1 и собственное значение 1 кратности , по теореме о непрерывном отображении (или см. Лемма 17.1, теорема 17.2 Ван-дер-Ваарта):k-1 k ∑ i=1(n X m , i -m Y n , i ) 2Ik−aa′k−1
∑i=1k(nXm,i−mYn,i)2nm(n+m)c^i→Dχk−12
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.