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

STAT608 Mathematical Statistics II Homework 7

Please show your work in detail to get the full credits.

1. Exercise Problem 7.24 (a), (b).

(c) Describe how to construct a (1 _ a) equal-tail posterior interval for 9 .

(d) Describe how to construct a (1 _ a) highest posterior density (HPD) interval for 9 .

2. Exercise Problem 9.26.

3. Exercise Problem 9.27 (a), (b), (c).

4. Exercise Problem 9.33 (a), (b).

5.  Let y1 , y2 , . . . , yn  be a random sample from Bernoulli(9) and define x = yi .  Thus, xl9 ~

Binomial(9) and the sampling density for x is

f(sl9) = ╱  、s(n) 9α (1 _ 9)n α for  s = 0, 1, . . . n

where 0 < 9 < 1 and n is any positive integer. Let the prior distribution for the parameter 9 be the Beta distribution with the following probability density function:

f(9la, 8) = 9a 1 (1 _ 9)8 1

where 0 < 9 < 1, a 0 and 8 义 0. Note that for 9 ~ Beta(a, 8),

E(9) =             and  Var(9) =

(a) Find the posterior distribution of 9 .

(b) Find the posterior mean of 9 .

(c) Describe how to construct a 90% equal-tail posterior interval for 9 .

6. Let x1 , x2 , . . . , xn  be a random sample from a Normal(u, 1) distribution:

f(slu, 1) = exp , }.

(a) Prove that

exp , _ i1 (si _ u)2 } = exp , _ (n _ 1)52 _ n( _ u)2


where 52  = (si _ )2 .

(b) Let T = xi . Show that T is sufficient using the likelihood of u.

(c) Let u has a Normal (9, r2 ) prior distribution. Derive the posterior distribution of u. (d) Find the posterior mean of u.

(e) Find a 95% equal-tail posterior interval for u.

7. Let x1 , x2 , . . . , xn  be a random sample from Poisson(9):

exp(_9) 9α

f (sl9) =         s!        ,    9 义 0 and s = 0, 1, 2, . . . .

We found in an earlier assignment that the maximum likelihood estimator for 9 is 9ˆMLE   = =

1

n

xi . Consider the prior distribution for the

parameter

9 as a Gamma distribution:

f (9la, 8) = 9a 1 exp(_9/8),    9 义 0, a 0 and 8 义 0.

Note that for 9 ~ Gamma(a, 8),

E(9) = a8  and  Var(9) = a82 .

(a) Find the posterior distribution of 9 .

(b) Find the posterior mean of 9 .

(c) Describe how to construct a (1 _ a) equal-tail posterior interval for 9 .

(d) Describe how to construct a (1 _ a) highest posterior density (HPD) interval for 9 .