MLE параметра местоположения в распределении Коши


13

После центрирования два измерения x и -x можно считать независимыми наблюдениями из распределения Коши с функцией плотности вероятности:

1f(x:θ)= ,-∞<x<∞1π(1+(x−θ)2) ,−∞<x<∞

Покажите, что если MLE для θ равно 0, но если x 2 > 1, есть два MLE для θ , равные ± √x2≤1θx2>1θx2−1

Я думаю, чтобы найти MLE, я должен дифференцировать логарифмическую вероятность:

=∑2(xi-θ)dldθ =∑ =2(-x-θ)2(xi−θ)1+(xi−θ)2 = +2(x-θ)2(−x−θ)1+(−x−θ)2 =02(x−θ)1+(x−θ)2 =0

Так,

=2(x+θ)2(x−θ)1+(x−θ)2 = 2(x+θ)1+(x−θ)2

который я затем упростил до

5x2=3θ2+2θx+3

Теперь я врезался в стену. Возможно, в какой-то момент я ошибся, но в любом случае я не уверен, как ответить на вопрос. Кто-нибудь может помочь?


Пожалуйста, объясните, почему вы разбили x на -x и + x? Это моя домашняя работа, и я застреваю на этом этапе. Я полагаю, вы применили метод Рафсона Ньютона. Но я не понимаю, как это применить. Подскажите пожалуйста?
— user89929

Ответы:


22

В ваших расчетах есть математическая опечатка. Условие первого порядка для максимума:

∂L∂θ=0⇒2(x+θ)1+(x+θ)2−2(x−θ)1+(x−θ)2=0⇒(x+θ)+(x+θ)(x−θ)2−(x−θ)−(x−θ)(x+θ)2=0⇒2θ+(x+θ)(x−θ)[x−θ−(x+θ]=0⇒2θ−2θ(x+θ)(x−θ)=0⇒2θ−2θ(x2−θ2)=0⇒2θ(1−x2+θ2)=0⇒2θ(θ2+(1−x2))=0

If x2≤1 then the term in the parenthesis cannot be zero (for real solutions of course), so you are left only with the solution θ^=0.

If x2>1 you have 2θ[θ2−(x2−1)]=0 so, apart from the candidate point θ=0 you also get

∂L∂θ=0,forθ^=±x2−1

You also have to justify why in this case θ^=0 is no longer an MLE.

ADDENDUM

For x=±0.5 the graph of the log-likelihood is enter image description here

while for x=±1.5 the graph of the log-likelihood is, enter image description here

Now all you have to do is to prove it algebraically and then wonder "fine -now which of the two should I choose?"


Thanks! I can't see why θ=0 would no longer be an MLE though
— user123965

Work the 2nd order condition for a maximum, or evaluate the likelihood at the candidate solutions
— Alecos Papadopoulos

2
+1 great answer. Also, this might be interesting: wolframalpha.com/share/… wolframalpha.com/share/…
— random_user

@random_user Thanks! - I took the liberty to incorporate the plot in the answer.
— Alecos Papadopoulos

1
2nd derivative positive so indeed a local minimum
— Alecos Papadopoulos
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.