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6. Estimation.

6.3.5. Intervalle par f.r..

Cette méthode générale est fondée sur la Proriété 3 des lois Uniformes Continues. Celle-ci nous permet d’écrire :

Propriété 1. Soit \(X\) une v.a. continue de f.r. \(F(x\ ;\ \theta)\). Alors \(-\ln(F(X\ ;\ \theta))\) est de loi Exponentielle \({\cal GA}(1\ ;\ 1)\). Donc, pour tout \(n-\)échantillon \(X_{\bullet}\), la statistique :

\[ T(X_{\bullet}\ ;\ \theta)=-\sum_{i=1}^n\ln(F(X_i\ ;\ \theta)), \]

est de loi \({\cal GA}(n\ ;\ 1)\) qui ne dépend pas de \(\theta\) ; c’est une statistique pivotale.

Propriété 2. Soit \(I_{pred}({\cal GA}(n\ ;\ 1)\ ;\ \alpha)=\lbrack\underline{c}\ ;\ \overline{c}\rbrack\) un intervalle de prédiction de \(T\). Si \(F(x\ ;\ \theta)\) est monotone en \(\theta\) (par exemple décroissante) alors en notant \(\underline{\theta}\) et \(\overline{\theta}\) les solutions des deux équations :

\[ \underline{c}=-\sum_{i=1}^n\ln(F(x_i\ ;\ \underline{\theta})),\quad {\it et}\quad \overline{c}=-\sum_{i=1}^n\ln(F(x_i\ ;\ \overline{\theta})), \]

nous avons, explicitement ou numériquement, l’intervalle de confiance de \(\theta\) :

\[ I_{conf}(\theta\ ;\ \alpha\ ;\ x_{\bullet})=\Big\lbrack \underline{\theta} ;\ \overline{\theta}\Big\rbrack. \]

Si \(F(x\ ;\ \theta)\) est croissante en \(\theta\), alors les bornes de l’intervalle précédent sont inversées.

Exemple 1. Soit \(X\) une v.a. suivant une loi de Gumbel de paramètres \(\theta\in{\mathbb R},\ \delta=1\), c’est-à-dire que nous avons \({\cal L}(X)={\cal GU}(\theta\ ;\ 1)\). Alors :

\[ T(X_{\bullet}\ ;\ \theta)=-\sum_{i=1}^n\ln(F(X_i\ ;\ \theta))=\exp(\theta)\sum_{i=1}^n\exp(-X_i). \]

Comme \(F(x\ ;\ \theta)= \exp(-\exp(-(t-\theta)))\) est décroissante en \(\theta\), avec les notations précédentes, nous obtenons l’intervalle de confiance :

\[ I_{conf}(\theta\ ;\ \alpha\ ;\ x_{\bullet})=\left\lbrack \ln\left(\frac{\underline{c}}{\sum_{i=1}^n\exp(-x_i)}\right) ;\ \ln\left(\frac{\overline{c}}{\sum_{i=1}^n\exp(-x_i)}\right)\right\rbrack, \]

avec \(I_{pred}({\cal GA}(n\ ;\ 1)\ ;\ \alpha)=\lbrack \underline{c}\ ;\ \overline{c}\rbrack\). \(\quad\square\)

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