background image

Egzamin dla Aktuariuszy z 5 października 2009 r. 
 
Prawdopodobieństwo i Statystyka 
 
Zadanie 1 
 

( )

X

N

X

X

N

X

N

S

,

3

2

2

3

,

3

,

3

3

µ

µ

δ

µ

δ

µ

µ

µ

+

+

=

 

4

,

2

=

=

β

α

 

2

1

=

=

β

α

µ

X

 

8

1

2

2

=

=

β

α

δ

X

 

16

1

2

3

,

3

=

=

β

α

µ

X

 

1

6

3

6

2

6

1

=

+

+

=

N

µ

 

3

7

6

9

6

4

6

1

2

=

+

+

=

EN

 

6

6

27

6

8

6

1

3

=

+

+

=

EN

 

(

)

( )

( )

1

1

3

3

7

3

6

3

3

3

2

2

3

3

,

3

=

+

=

+

=

=

N

N

N

N

N

N

EN

EN

N

E

µ

µ

µ

µ

µ

µ

 

3

4

1

3

7

)

(

2

2

2

=

=

=

EN

EN

N

δ

 

(

)

16

7

16

1

4

2

16

1

4

1

8

1

16

1

1

8

1

2

1

3

4

3

2

1

1

3

3

=

+

+

=

+

+

=

+

+

=

ES

S

E

 

 
Zadanie 2 
 
X=Y+V 
U=2(Y+V)+Y 
U=3Y+2V 

3

3

2

3

2

V

U

V

V

U

X

V

U

Y

+

=

+

=

=

 

 

{

}

V

U

V

U

V

U

V

U

Y

X

D

>

>

+

>

>

>

>

0

2

0

2

0

,

0

:

 

 

 

{

}

V

U

V

U

R

V

U

>

>

>

,

2

,

,

0

:

 

 
 

background image

0

3

1

9

1

9

2

3

2

3

1

3

1

3

1

)

,

(

)

,

(

=

=

=

v

u

D

y

x

D

 

( )

+

=

v

u

v

u

v

u

v

u

f

,

  

dla

    

3

1

3

2

exp

3

exp

)

,

(

 

 

∫ ∫

∫ ∫

=

+

=

+

=

6

0

2

0

6

0

2

0

3

2

exp

3

1

3

1

3

2

exp

u

u

dvdu

v

u

dvdu

v

u

ODP

 

=





=

=

=

6

0

2

0

6

0

6

0

2

0

3

6

exp

3

3

2

exp

3

1

3

exp

3

3

2

exp

3

1

3

exp

3

2

exp

3

1

u

u

du

u

u

du

v

u

dvdu

v

u

=

+

+

=

+

=





=

6

0

4

3

6

0

2

3

2

2

3

2

3

2

exp

2

3

2

exp

2

3

2

exp

2

exp

e

e

u

u

du

u

u

 

(

)

4

3

4

3

3

4

1

2

1

2

3

2

2

1

+

=

+

=

e

e

e

e

 

 
Zadanie 3 
 

( )

=

=

=

n

i

n

i

i

i

n

x

x

x

L

1

1

2

exp

,

θ

θ

θ

 

( )

=

=

+

=

n

i

n

i

i

i

x

x

n

x

L

1

1

ln

ln

2

,

ln

θ

θ

θ

 

=

=

=

=

n

i

i

i

x

n

x

n

L

1

2

ˆ

0

2

ln

θ

θ

θ

 

(

)

(

)

( )

2

2

2

2

2

1

4

2

ˆ

2

)

(

X

n

X

v

ENW

i

=

=

=

θ

θ

 

(

)

(

)

2

1

2

2

2

1

)

(

=

=

n

i

X

E

n

v

ENW

E

θ

 

background image

(

)

=

Γ

n

i

i

n

X

1

;

2

θ

 

2

2

2

2

2

2

4

2

2

1

ˆ

θ

θ

θ

=





+

=

n

n

n

c

v

E

 

2

2

2

)

2

1

(

θ

θ

=

+

n

n

c

 

n

n

c

n

n

c

2

1

2

2

)

2

1

(

+

=

=

+

 

 
Zadanie 4 
 

(

)

2

,

i

i

i

x

x

N

Y

β

 

szukamy minimum: 

=

=

=

=

16

1

16

1

2

2

1

iu  

ograniczen

przy 

  

i

i

i

i

i

i

x

c

x

c

f

 bo nieobciąŜony 

(

)

=

=

+

=

16

1

16

1

2

2

16

1

1

,

,...,

i

i

i

i

i

i

x

c

x

c

c

c

f

λ

λ

 

i

i

i

i

i

i

x

c

x

x

c

dc

df

2

0

2

2

λ

λ

=

=

+

=

 

=

=

16

1

1

i

i

i

x

c

 

=

=

16

1

0

1

2

i

i

i

x

x

λ

 

i

i

x

c

16

1

8

1

1

16

2

1

=

=

=

λ

λ

 

=

=

16

1

16

1

ˆ

i

i

i

Y

x

β

 

=

=

=

16

1

2

2

16

1

256

1

ˆ

var

i

i

i

x

x

β

 

(

)

49

,

0

96

,

1

4

95

,

0

4

4

ˆ

ˆ

)

1

,

0

(

=

=

=

<

=

<

c

c

c

P

c

P

N

4

8

47

6

β

β

β

β

 

 
Zadanie 5 
 

(

)

(

)

max

>

<

=

M

X

P

M

X

P

f

i

k

n

i

k

 

dla  

M

 

ze

 

zalozenie,

0

jest  

  

>

>

θ

θ

M

 

(

)

(

)

θ

θ

θ

M

M

X

P

M

M

X

P

i

i

=

>

=

<

,

 

(

)

K

n

K

n

K

K

M

M

f

=

θ

θ

θ

 

 

background image

θ

θ

θ

ln

)

(

)

ln(

)

(

ln

ln

ln

K

n

M

K

n

k

M

K

f

+

=

 

K

nM

n

M

K

n

K

n

M

K

n

K

f

=

=

=

+

=

θ

θ

θ

θ

θ

θ

θ

0

ln

 

z tego max i 

K

nM

=

θ

ˆ

 

 
Zadanie 6 
 

2

1

0

1

0

=





>

t

f

f

P

H

 

(

)

=



>



+

=

>



Π



+

Π

t

X

n

X

X

P

t

X

X

P

i

i

i

H

i

n

i

n

H

8

2

exp

8

exp

2

2

1

8

1

exp

2

2

1

2

2

2

2

0

0

 

=

<

=

>

=



>



=

5

,

0

ln

4

2

ln

8

4

8

2

exp

0

0

0

t

n

X

P

t

n

X

P

t

n

X

P

i

H

i

H

i

H

 

{

}

<

=

0

i

X

K

 

przy 

)

4

;

(

:

1

n

n

N

X

H

i

 

rozpatrzmy D 
 

=

Π





Π

=

Π

0

2

8

2

8

exp

8

exp

4

exp

8

exp

2

2

1

lim

2

lim

dx

n

n

n

x

n

x

n

n

e

n

n

β

 

=

=







=





=

0

0

2

0

2

1

4

exp

4

1

4

1

4

exp

8

exp

lim

4

1

4

exp

8

exp

lim

dx

x

x

n

x

x

n

x

n

n

 

 
Zadanie 7 
 

Z

Y

X

Z

Y

X

Z

Y

X

var

)

2

var(

)

,

2

cov(

)

,

2

cov(

+

+

=

+

 

zauwaŜmy, Ŝe varX=varY=varZ oraz cov(X,Y)=cov(X,Z)=cov(Y,Z) 

czyli  

X

Y

X

X

Y

X

ODP

var

)

,

cov(

4

var

5

)

,

cov(

3

+

=

 

varX obliczamy z rozkładu hipergeometrycznego dla N=60, n=24, M=20 

1

var

,

1

=

=

N

n

N

npq

X

N

M

q

 

background image

59

3

59

24

60

3

2

3

1

24

var

3

2

=

=

=

X

q

 

 
var(X+Y) obliczamy z rozkładu hipergeometrycznego dla N=60, n=24, M=40 

czyli 

59

3

var

)

var(

=

=

+

X

Y

X

 

(

)

118

3

59

3

59

3

59

3

2

1

var

var

)

var(

2

1

)

,

cov(

=

=

+

=

Y

X

Y

X

Y

X

 

2

3

54

108

2

9

54

2

59

118

9

2

1

59

3

59

18

118

9

59

3

118

12

30

118

9

59

3

118

3

4

59

3

5

118

9

=

=

=

=

=

=

ODP

 
 
Zadanie 8 
 

(

) (

) (

)

)

(

0

z

f

N

k

N

P

k

N

z

f

z

Z

k

N

P

>

=

=

=

=

=

 

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

=

=

=

=

=

>

t

X

P

t

P

t

X

X

P

k

N

t

Z

P

k

k

1

min

1

,...,

min

1

0

k

 

dla

 

( )

1

,

1

1

1

θ

θ

k

Pareto

t

k

+

=

 

(

)

(

) (

)

=

=

=



+

=

>

=

=

=

>

1

1

)

1

(

1

1

1

0

0

k

k

k

k

q

q

q

t

N

k

N

P

k

N

t

Z

P

z

t

Z

P

θ

 

=

+

=

+

+

+

=

+

=

1

1

)

1

(

1

1

)

1

(

)

1

(

)

1

(

1

)

1

(

1

1

1

)

1

(

1

k

k

k

q

t

q

t

t

t

q

t

q

q

θ

θ

θ

θ

θ

 

(

)

[

]

2

1

)

1

(

)

1

(

)

1

(

0

q

t

t

q

q

z

z

f

+

+

=

>

θ

θ

θ

 

(

)

[

]

[

]

1

2

1

1

2

1

)

1

(

)

1

(

)

1

(

)

1

(

)

1

(

)

1

(

)

1

(

+

+

+

=

+

+

+

=

=

=

θ

θ

θ

θ

θ

θ

θ

z

q

z

kq

z

q

q

q

z

q

q

z

k

z

Z

k

N

P

k

k

k

 

[

] [

]

=

=

+

+

+

=

+

+

=

1

1

2

2

1

2

1

2

)

1

(

)

1

(

)

1

(

)

1

(

)

1

(

k

k

k

k

z

q

k

z

q

q

z

z

q

z

q

k

ODP

θ

θ

θ

θ

θ

 

 

(

) (

)

=

=

=

=

=

=

+

+

+

=

+

+

+

=

+

+

+

=

=

1

1

1

3

2

2

2

2

2

4

2

3

2

2

1

3

2

2

2

2

2

)

1

2

(

....

2

3

1

2

)

1

(

....

3

2

....

3

2

k

k

k

k

k

k

k

k

q

kq

q

k

q

q

q

q

A

q

q

q

Aq

q

q

q

q

k

A

 

 
 
 

background image

2

2

3

2

1

2

)

1

(

1

....

)

1

(

....

2

....

2

q

q

B

q

q

q

q

q

B

q

q

Bq

q

q

kq

B

k

k

=

=

+

+

=

+

+

=

+

+

=

=

=

 

 

3

3

2

3

2

)

1

(

)

1

(

)

1

(

)

1

(

2

)

1

(

)

1

(

2

1

)

1

(

2

)

1

(

q

q

q

q

q

q

q

q

q

q

q

A

q

q

q

q

q

A

+

=

=

=

=

 

 
Z tego: 

[

]

[

] [

]

[

]

=

+

+

+

+

+

+

=

+

+

+

+

+

+

=

3

3

3

2

3

2

)

1

(

)

1

(

)

1

(

)

1

(

)

1

(

)

1

(

1

)

1

(

1

)

1

(

)

1

(

)

1

(

q

z

z

q

z

q

z

q

q

z

z

q

z

q

z

q

z

q

q

z

ODP

θ

θ

θ

θ

θ

θ

θ

θ

θ

θ

 

[

]

q

z

q

z

+

+

+

=

θ

θ

)

1

(

)

1

(

 

 
Zadanie 9 
 

(

) (

) (

) (

)

=

=

<

=

<

=

<

+

+

+

+

+

1

1

1

1

1

1

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

Z

P

X

X

Z

P

X

Z

X

Z

P

Y

Y

P

 

(

) (

) (

) (

)

[

]

(

)

=

=

=

<

+

=

<

=

+

+

+

1

1

0

0

1

1

1

n

n

n

n

n

n

Z

P

Z

P

X

X

P

Z

P

X

P

 

(

)

(

)

[

]

75

,

0

75

,

0

25

,

0

0

1

<

+

>

=

+

n

n

n

X

X

P

X

P

 

 
szukamy rozkładu stacjonarnego: 

[

]





+

+

+

+

=

3

2

3

1

3

2

1

3

2

1

3

1

75

,

0

,

3

1

5

,

0

,

3

1

25

,

0

5

,

0

3

1

3

1

3

1

75

,

0

0

25

,

0

0

5

,

0

5

,

0

,

,

p

p

p

p

p

p

p

p

p

p

 

2

3

3

3

2

2

3

1

1

3

2

1

8

9

  

III

  

z

3

1

75

,

0

3

1

5

,

0

3

1

25

,

0

5

,

0

p

p

p

p

p

p

p

p

p

p

p

p

=

=

+

=

+

=

+

+

 

 

do II wstawiamy: 

1

2

2

2

1

5

4

8

3

5

,

0

p

p

p

p

p

=

=

+

 

27

10

1

10

27

1

10

9

5

4

1

  

ale

  

10

9

5

4

8

9

1

1

1

1

1

3

2

1

1

1

3

=

=

=

+

+

=

+

+

=

=

p

p

p

p

p

p

p

p

p

p

p

 

3

1

27

9

27

10

10

9

,

27

8

27

10

5

4

3

2

=

=

=

=

=

p

p

 

 

background image

(

)

(

) (

)

[

]

27

17

2

1

lim

0

lim

3

2

=

+

=

=

+

=

=

>

p

p

X

P

X

P

X

P

n

n

n

n

n

 

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

=

=

=

<

+

=

=

<

=

<

+

+

+

2

2

2

1

1

1

1

1

1

n

n

n

n

n

n

n

n

X

P

X

X

P

X

P

X

X

P

X

X

P

 

(

)

(

)

(

) (

)

[

]

(

)

=

=

=

=

+

=

=

+

=

=

=

=

+

+

+

2

2

0

2

1

1

1

0

1

1

1

n

n

n

n

n

n

n

n

X

P

X

X

P

X

X

P

X

P

X

X

P

 

(

)

(

)

(

)

(

)

2

3

2

1

4

1

2

3

1

3

1

1

4

1

=

+

=

=

=





+

+

=

=

n

n

n

n

X

P

X

P

X

P

X

P

 

(

)

27

8

27

6

27

2

27

9

3

2

27

8

4

1

3

2

4

1

lim

3

2

1

=

+

=

+

=

+

=

<

+

p

p

X

X

P

n

n

n

 

144

41

4

3

108

41

4

3

108

24

108

17

4

3

4

3

27

8

4

1

27

17

=

=

+

=





+

=

ODP

 

 
Zadanie 10 
 
Wyznaczamy najpierw test JNM dla weryfikacji hipotezy 

0

0

:

K

 

 wobec

:

θ

θ

θ

θ

=

H

 na 

poziomie 

α

 gdzie  

( )

θ

,

0

,....

1

J

X

X

n

 

Iloraz gęstości przy 

0

1

θ

θ

>

 jest postaci: 

(

)

(

)

(

)

+





=

0

:

0

:

1

0

1

1

gdy  

      

,

0

gdy  

  

,...,

,...,

0

1

θ

θ

θ

θ

θ

θ

n

n

n

n

n

n

n

x

x

x

x

p

x

x

p

 

 
a przy  

0

1

θ

θ

<

 jest postaci: 

(

)

(

)

( )

[

)





=

0

1

:

1

:

1

0

1

1

,

gdy  

 

          

0

,

0

gdy  

   

,...,

,...,

0

1

θ

θ

θ

θ

θ

θ

θ

n

n

n

n

n

n

n

x

x

x

x

p

x

x

p

 

 
dla weryfikacji  

0

1

0

0

:

 

 wobec

:

θ

θ

θ

θ

>

=

H

H

 zbiór krytyczny jest postaci: 

(

)

[

)

{

}

(

)

0

0

:

1

;

0

  

gdzie

  

;

:

,...,

θ

θ

=

A

A

x

X

X

K

n

n

n

 spełnia warunek 

(

)

α

θ

=

A

x

P

n

n:

0

 

dla weryfikacji 

0

1

0

0

:

 

 wobec

:

θ

θ

θ

θ

<

=

H

H

 otrzymujemy, Ŝe test o obszarze krytycznym  

(

)

[

)

{

}

=

;

)

,

0

(

:

,...,

0

:

1

θ

d

x

X

X

W

n

n

n

  gdzie d spełnia 

(

)

α

θ

=

<

d

x

P

n

n:

0

 jest testem JNM. 

Wybierając za zbiór A przedział (0,d) gdzie  

n

d

1

0

α

θ

=

 otrzymujemy K=W 

 
W jest obszarem krytycznym dla testu JNM przy 

0

1

0

0

:

  

 wobec

:

θ

θ

θ

θ

=

H

H

 

(

)

[

)







=

;

,

0

:

,...,

0

1

0

:

1

θ

α

θ

n

n

n

n

x

X

X

W

 

Wiemy, Ŝe jeśli 

(

)

θ

θ

θ

=

e

J

e

Y

x

e

X

X

x

;

0

 

 to

 

dla

 

)

(

 

Czyli zadanie sprowadza się do wyznaczenia testu JNM dla weryfikacji hipotezy  

n

Y

Y

e

b

e

b

b

b

H

b

b

H

,...,

 

podstawie

 

na

 

,

 

gdzie

 

:

 

 wobec

:

1

0

0

1

0

0

0

θ

θ

=

=

=

 

z rozkładu J(0,b)  gdzie  

i

X

i

e

Y

=

 czyli mamy obszar krytyczny: 

 

background image

(

)

{

}

n

n

n

n

n

n

b

c

b

y

c

y

y

y

W

1

0

0

:

:

1

 

gdzie

 

:

,...,

α

=

<

=

 

zauwaŜmy, Ŝe 

n

X

n

n

e

Y

:

1

:

=

 czyli: 

(

)

=

>

=

n

x

x

X

X

W

n

n

n

α

θ

θ

ln

:

,...,

0

:

1

0

1

1

 

(

)

(

) (

)

=

>

=

;

ln

0

,

,...,

min

ln

0

:

,...,

1

:

1

:

1

1

n

x

x

n

x

x

X

X

n

n

n

n

α

α