任亮,褚衍彪,2
(中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 理學(xué)院,江蘇 徐州 221116; 棗莊學(xué)院 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院,山東 棗莊 277160)
Rayleigh分布 R(x,σ)是很重要的壽命分布,它主要用來(lái)描述零件,構(gòu)件承受非穩(wěn)定循環(huán)力時(shí)應(yīng)力幅的分布規(guī)律,也用于描述平坦衰落信號(hào)接收包絡(luò)或獨(dú)立多徑分量接收包絡(luò)統(tǒng)計(jì)時(shí)變特性的一種分布類型.兩個(gè)正交高斯噪音信號(hào)之和的包絡(luò)服從瑞利分布,它是為威布爾分布W(μ,α,β)的重要成員,其密度函數(shù)為
定義1.1[1]設(shè)Χ是隨機(jī)變量,如果Χ的分布密度為
(1)
則稱隨機(jī)變量Χ服從Rayleigh分布.其中σ>0為尺度參數(shù).設(shè)隨機(jī)變量Χ服從Rayleigh,Χ1,Χ2......Χn來(lái)自總體Χ的容量為n的簡(jiǎn)單隨機(jī)樣本,則其聯(lián)合概率密度為
(2)
(3)
目前,關(guān)于Rayleigh分布的Bayes估計(jì)的文章并不少.如林金官在文獻(xiàn)[2]中介紹了Rayleigh分布參數(shù)的幾種估計(jì);Chung Younshik在文獻(xiàn)[3]中給出了尺度參數(shù)和尺度參數(shù)平方的幾種估計(jì);邱燕等在文獻(xiàn)[1]給出了熵?fù)p失下Rayleigh分布尺度參數(shù)倒數(shù)的Bayes估計(jì),徐寶等在文獻(xiàn)[4]給出了一種加權(quán)對(duì)稱損失函數(shù)下一類指數(shù)分布模型參數(shù)的估計(jì).本文討論在加權(quán)對(duì)稱損失函數(shù)下對(duì)θ討論Bayes估計(jì)和容許性.
我們定義加權(quán)p,q對(duì)稱熵?fù)p失函數(shù)[4]
(4)
在這里υ是n的函數(shù),n是樣本容量.
定理1.1 在損失函數(shù)(4)下,對(duì)于任意的先驗(yàn)分布,參數(shù)θ的Bayes估計(jì)為
( 5)
證明見(jiàn)文獻(xiàn)[4].
接下來(lái),我們討論θ在三種常見(jiàn)先驗(yàn)情形下的Bayes估計(jì)的精確形式.
首先,θ的先驗(yàn)分布π(θ)服從Bayes假設(shè),令θ服從U(0,c),c為已知常數(shù)且c>0,則
(6)
(7)
證明:取(6)為θ的先驗(yàn)分布,得到θ的后驗(yàn)密度函數(shù)為
(8)
則Bayes估計(jì)為
(9)
證明:后驗(yàn)密度為
則Bayes估計(jì)為
在上述情況下,δB3中仍然含有超參數(shù)α,λ,因此需要進(jìn)一步討論θ的多層Bayes估計(jì).根據(jù)多層先驗(yàn)分布的構(gòu)造方法以及Rayleigh分布的特征,選取減函數(shù)法[5]構(gòu)造θ的先驗(yàn)分布
(10)
π*(α)=U(0,1),
(11)
π*(λ)=U(0,c),
(12)
c為常數(shù)
定理1.5 對(duì)于Rayleigh分布,取(12),(13)為θ的先驗(yàn)分布,在損失函數(shù)(4 )下,θ的Bayes估計(jì)為
(13)
證明:由定理1.1可得
引理2.1[6]在給定的Bayes決策問(wèn)題中,假如對(duì)給定的先驗(yàn)分布π(θ)的Bayes估計(jì)δB是唯一的,則它是可容許的.
定理2.2 對(duì)于Rayleigh分布,取Γ(α,λ)為θ的先驗(yàn)分布,在損失函數(shù) (3)下,θ的Bayes估計(jì)是可容許的.
事實(shí)上,由于加權(quán)對(duì)稱損失函數(shù)是關(guān)于δ嚴(yán)格凸的,其Bayes估計(jì)是唯一的,于是由引理2.1即得定理.
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