Hello, dear friend, you can consult us at any time if you have any questions, add WeChat: daixieit

STAT 4202 Introduction to Mathematical Statistics II

Homework 4

[12.7] Let X1  and X2  constitute a random sample from a normal population with σ 2  = 1. If the null hypothesis µ = µ0  is to be rejected in favor of the alternative hypothesis µ = µ 1  (for µ 1  > µ0 ) when  > µ0 + 1, what is the size of the critical region?

[12.8] A single observation of a continuous uniform random variable with pdf

fθ (x) = {,,

if 0 ≤ x ≤ β

otherwise

is used to test the null hypothesis β = β0  against the alternative hypothesis β = β0  + 2.  If the null hypothesis is rejected if and only if the random variable takes on a value greater than β0 + 1, find the probabilities of type I and type II errors.

[12.21] A random sample of size n is to be used to test the null hypothesis that the parameter θ of an exponential population equals θ0  against the alternative that it does not equal θ0 .

(a) Find an expression for the likelihood ratio statistic.

(b) Use the results of part (a) to show that, for some constant K that is dependent on α ,

the critical region of the likelihood ratio test can be written as

{ :  · /θ0   K}

Recall that an exponential random variable has pdf

fθ (x) = {

[12.24] Given a random sample of size n from a normal population with unknown mean and variance, find an expression for the likelihood ratio statistic for testing the null hypothesis σ = σ0  against the alternative hypothesis σ  σ0 .

Also, recall that for a normal distribution with mean µ and variance σ 2  the pdf is

f(x) =

1

^2πσ2

exp(-

 (x - µ)2 )

Hint: Recall that  =  and  =  (xi - )2  is the MLE of µ and σ (by Example 10.18 on page 300).

[12.40  (modified)] A random sample of size 64 is to be used to test the null hypothesis that for a certain age group the mean score on an achievement test (the mean of a normal population with σ 2  = 256) is less than or equal to 40.0 against the alternative that it is greater than 40.0. If the null hypothesis is to be rejected if and only if the mean of the random sample exceeds 43.5, find

(a) the probabilities of type I error when µ = 37.0 and 40.0;

(b) the probabilities of type II error when µ = 42.0 and 47.0.