הלמה של ניימן-פירסון – הבדלי גרסאות
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
מ ←הוכחה |
השלמה, לפחות בינתיים |
||
שורה 1:
ב[[בדיקת השערות]] [[סטטיסטיקה|סטטיסטית]], '''הלמה של ניימן-פירסון''' היא [[למה (מתמטיקה)|למה]] שפותחה על ידי ה[[סטטיסטיקאי]]ם [[יז'י ניימן]] ו[[אגון פירסון]], והיא מצביעה על מבחן בין [[השערה סטטיסטית|השערות]] פשוטות, אשר לו ה[[עוצמה סטטיסטית|עוצמה]] הגדולה ביותר מבין כל המבחנים בעלי אותה [[רמת מובהקות|רמת המובהקות]] <math>\alpha</math> (או נמוכה יותר). במילים אחרות, היא מבטיחה את קיומו של מבחן שהוא טוב יותר מכל ה"מתחרים" שלו, ומציעה דרך לבנות אותו.
שורה 10 ⟵ 8:
==הוכחה==
[[קובץ:
[[קובץ:NP-lemma2.png|ממוזער|350px|אזורי הדחייה אם מתקיימת ההשערה האלטרנטיבית]]▼
יהי <math>\mathcal{R}_{NP}</math> אזור הדחייה אשר מוגדר על פי הלמה, כלומר:
:<math>\mathcal{R}_{NP}=\left\{\bold{X}: \frac{L(\bold{X};\theta_1)}{L(\bold{X};\theta_0)} > k_\alpha\right\}</math>
שורה 21 ⟵ 18:
<math display="block">\ \ \operatorname{Pr}_\theta\left(\mathcal{R}_{A}\right)=\operatorname{Pr}_\theta\left(\mathcal{R}_{A}\backslash \mathcal{R}_{NP}\right)+\operatorname{Pr}_\theta\left(\mathcal{R}_{NP}\cap \mathcal{R}_{A}\right)</math>
ולכן,
{{מספור צדי|2=<math>\begin{align}
& = \operatorname{Pr}_{\
\end{align}</math>|3=1}}
ובפרט, אם <math>\theta = \theta_0</math>, למבחנים רמת מובהקות זהה, ולכן,
<math display="block">\begin{align}
\operatorname{Pr}_{\theta_0}\left(\mathcal{R}_{NP}\backslash \mathcal{R}_{A}\right) - \operatorname{Pr}_{\theta_0}\left(\mathcal{R}_{A}\backslash \mathcal{R}_{NP}\right) &
▲& = \operatorname{Pr}_{\theta_0}\left(\mathcal{R}_{NP}\right) - \operatorname{Pr}_{\theta_0}\left(\mathcal{R}_{A}\right) \\
▲& \, \overset{(*)}{=} \ \alpha - \alpha \\
& = 0
\end{align}</math>
▲{{מספור צדי|:|<math>\operatorname{Pr}_{\theta_0}\left(\mathcal{R}_{NP}\backslash \mathcal{R}_{A}\right) = \operatorname{Pr}_{\theta_0}\left(\mathcal{R}_{A}\backslash \mathcal{R}_{NP}\right)</math>|1}}
▲באופן דומה, <math>\operatorname{Pr}_{\theta_1}\left(\mathcal{R}_{NP}\backslash \mathcal{R}_{A}\right) - \operatorname{Pr}_{\theta_1}\left(\mathcal{R}_{A}\backslash \mathcal{R}_{NP}\right) = \operatorname{Pr}_{\theta_1}\left(\mathcal{R}_{NP}\right) - \operatorname{Pr}_{\theta_1}\left(\mathcal{R}_{A}\right)</math>. -->
כלומר:
{{מספור צדי|
המשפט מבקש להוכיח כי <math>\operatorname{Pr}_{\theta_1}\left(\mathcal{R}_{NP}\right) > \operatorname{Pr}_{\theta_1}\left(\mathcal{R}_{A}\right)</math>, אך מטענה '''(1)''' נובע כי לשם כך מספיק להוכיח כי
<math display="block">\operatorname{Pr}_{\theta_1}\left(\mathcal{R}_{NP}\backslash \mathcal{R}_{A}\right) > \operatorname{Pr}_{\theta_1}\left(\mathcal{R}_{A}\backslash \mathcal{R}_{NP}\right)</math>
ניתן לשים לב כי מההנחה, בתוך <math>\mathcal{R}_{NP} \backslash \mathcal{R}_A</math>, מתקיים <math>L(\bold{X};\theta_1) > k_\alpha\ L(\bold{X};\theta_0)</math>, ובפרט,▼
▲{{מספור צדי|:|<math>\operatorname{Pr}_{\theta_1}\left(\mathcal{R}_{NP}\backslash \mathcal{R}_{A}\right) > \operatorname{Pr}_{\theta_0}\left(\mathcal{R}_{NP}\backslash \mathcal{R}_{A}\right)</math>|2}}
▲ניתן לשים לב כי מההנחה, בתוך <math>\mathcal{R}_{NP} \backslash \mathcal{R}_A</math>
{{מספור צדי|2=<math>\operatorname{Pr}_{\theta_1}\left(\mathcal{R}_{NP}\backslash \mathcal{R}_{A}\right) > \operatorname{Pr}_{\theta_0}\left(\mathcal{R}_{NP}\backslash \mathcal{R}_{A}\right)</math>|3=3}}
באופן דומה, בתוך <math>\mathcal{R}_{A} \backslash \mathcal{R}_{NP}</math>,
{{מספור צדי|:|<math>\operatorname{Pr}_{\theta_1}\left(\mathcal{R}_{A}\backslash \mathcal{R}_{NP}\right) < \operatorname{Pr}_{\theta_0}\left(\mathcal{R}_{A}\backslash \mathcal{R}_{NP}\right)</math>|3=4}}
ועל כן,
<math display="block">\begin{align}
\operatorname{Pr}_{\theta_1}\left(\mathcal{R}_{NP}\backslash \mathcal{R}_{A}\right) & \overset{(
& \overset{(
& \overset{(
\end{align}</math>
כנדרש.
== ראו גם ==
* [[מבחן יחס הנראות]]
* [[מבחן יחס הנראות המוכלל]] (GLRT)
==לקריאה נוספת==
|