• 検索結果がありません。

ん︑SJ

ドキュメント内 滋賀大学学術情報リポジトリ (ページ 33-58)

a e 

︿ 円 九

gdt ψ 

f t l o  

一 一

and 

W(F) 

:=わいい)} . 1

udF(8)

to investigate the asymptotic behavior of the second component of the random  vector An. ForxedF(t) and 

ψ

(t)

, 

we define 

γ1(g)(8) 

: =  

F‑1 0

(8) and 

γ

2

メ ( ω

:=

1

1ρ1)

υ (

ト山川1μtり朴)(

for 8 ε[0

1]  and g εD[O

l ,] where g*(8) inf{t

, 

1 : g(t)三8}. Since  the transformationsγ1(・)and i2(・)are Hadamard differentiable at I(t) from  Proposition 6.1.1 of Fen lz(1983)

, 

the functional r(・)induced on D[O

, 

1]  by  r(g) := W(g F) for g D[O

, 

1] is  Hadamard differentiable at I(t) by the chain  rule and the expression that r(g) 

i2{i1(g)}. Note that the derivative 

τ

f(g) of 

r(g) at I(t) is  given by 

)=‑1=

州 仰

4..I!.  THE IFRA ALTERNATIVE 

We obtain from the conditions (4.2.7) and (4.2.9)  η1/21{VV W(P)} ‑{W(

行)‑

W{T(pT)}1 

1/2 

L

O OS(s)}

  ' l

S(u)dud叩 )

ニ 川{S(T)}

1

S(s)ds 

+

π1/2 

L

O O{S(s)}的)ds

d

内/片/2

弘い Mμ

J仰川LF{S珂貯S(

σ η

T 小 )

T)

=0Ip(

η0) asη→∞.

Therefore the Hadamard differentiability of 

r (

・)implies that asη→ ∞  

where 

η1/2{VV W(P)} rf(仇)

op(nO

=ん(T間 )

‑ l

h2(t)丸 仰

仇(t):=η1/2{F~ 0 P‑1(t) ‑p0 p‑1(t)}  for 0 ::; t ::; 1.  Hence Remark 2.2 of Gill (1983) yields that 

ρT 

η1/2{VV W(P)} = ‑

h2(t)Hn(t)dM(t) 

op(π。) asη→∞・

29 

By applying Lemma 3.1.1 of Section  3.1  to  the first  component of the  random vector An' it is  seen that 

{ l

T

え 榊

Therefore the random vector A isasymptotically equivalent to Bn from Theo‑

m 4.4 of Billingsley (1968). 

Since each  component of the random vector Bn is  represented  as  the  stochastic integral with respect to the square integrable martingale M(t)

, 

and  the functions hi(t)'s and the process H.(t)are predictable

, 

Theorem 2.1 of An‑

dersen et al. (1982) together with the condition (4.2.8) implies that Bn converges  in distribution as n→ ∞ to a normal distribution with zero mean vector and 

30  CHAPTER .  TESTS FOR IFR AND IFRA 

dispersion matrix {σi;h9;9' where 

j : = f

(t)h;(t)d 

Hence we can conclude the proof from Corollary 3.3 of Ser:si (1980)and some  calculations. •

COROLLARY 4.2.4.  Suppose that  the df 's  F(t)

, 

G(t) and the function2(t) satisfy the conditions of Theorem 4.2.3. Then we have asπ→ ∞  

九叫ん(れ)‑と主主;→d

N ( O , 生 ) ,

l μ F  

where 内 : Jand σ~ :J denote the correspondings to those given in the equations  (4.2.10) and (4.2.11) ofTheorem 4

3for the function2(t)

respectively.  COROLLARY 4.2.5. Suppose that under the null hypothesisothe censoring  df  G(t) and the function2(t)satisfy the conditions (4.2.6)

4.2.9)of Theo‑

rem 4.2.3.  Then n1/2 L2(ψ2) converges in distribution出 冗 → ∞ toa normal  distribution with mean zero and variance 

σ

ι わ

2{S

2(仰),

where 

引 ト ' l

w2(s)ds 

This corollary shows that under the null hypothesis the asymptotic vari‑ ance σ!:J  of the statistic L2(れ)defined in the equation (4.2.2) depends on the  unknowns μand G( t). Similarly as in the case of the statistic L(1

s)we can  find a consistent estimator 

手 : イ 〆 ω 崎 山 伐

t)

This helps us to construct the asymptotically exact test based on L2(ψ2)' 

Now we compare the efficacy of the test statistics L1(

s)

αど1

1

, 

and L2(ψ2) for the alternatives (i)‑(iv) listed in Section 4.1 under the propor‑ tional censoring model with the censoring parameterλ. In this situation from 

4.~. THE IFRA ALTERNATIVE  31 

Corollaries 4.2.2 and 4.2.5 we may take μ =  1 and <λ< 1. And the asymp‑

totic variances of the s ablynormalized versions ofthe statistics Ll (‑u 

β) and  L2(ψ2) under oare given by 

イ:= s  ( : r   [ 2 a s :  1

λ+2u‑

+

1)

り 山

and 

σ ; イ 〆

(t)九 ,

respectively.  Then we have the following efficacies  of the statistics  Ll 

( u ぺ

β) against the alterrna

eff{L

t {

♂,β)} (αβlnβ

) 2 / (  v 4

σi),  for (ii) 

eff{Ll(包a

β)}

{αβ(β̲ 1)}2/(v4σ

i )   , 

for (i垣)

α+1  2 α .   eff{L

t {

♂,β)} 

{一一一一一一一一}/イ

v  v+1  v +β  and for (iv) 

( s  ‑

l)lnν‑αslns  eff{L

t {

a

β)}=

2(V ‑s)2

σ ?  

For the test statistic L2(ψ2) we consider the weight function to be of form  ψ2(包)=包P

ρ >‑1. Corollary 4.2.5 implies that 

σ (  1  B(1‑λ

2ρ+3l+ 

2ρ ー .(ρ+2)2¥(ρ

1)2(2p + 3)2(1 ‑λ)    +1ρ( )2  + 4B(l‑λ4p + 7)  2B(1‑A'p + 2) 

(2p + 3)2  (p + 1)2(2ρ+ 3) 

+  ω

倒(υ1

λ λ , 

勾い+刊叫4的) 姐倒(υ1ト一

λ

川3ρ+什叫5吟)

.

(ωρ+1

)(σ2ρ+3幻)2 (ρ+ 1)(2ρ+ 3)  }' 

where B(

, . ・   )

denotes the Beta function. Here we consider the two test statistics 

32  CHAPTER 4.  TESTS FOR IFR AND IFRA 

Table 4.2 

Efficacie$ 01 the IFRA‑te$t $tαtutic$ 

enthe cen$oring parameterλ =

αndi A1ternative 

Statutic  (i)  (ii)  (iii)  (i

λ= 1/10 

L1(1,1.03) 1.2677  0.3168  0.0626  0.4775  L1(包 ¥1.95)  1.2841  0.2985  0.0606  0.4967  L1( u1.5, 3.42)  1.0506  0.1083  0.0329  0.4981  L2(0) 1.1945  0.2404  0.0554  0.4 729  L2(1) 1.0810  0.3594  0.0643  0.5756 

入 =3/4 

L1(1,1.03) 0.7012  0.1752  0.0346  0.2641  L1(1,1.95) 0.7421  0.1725  0.0348  0.2870  L1(包1.5,3.42) 0.8561  0.1600  0.0268  0.4058  L2(0) 0.7545  0.1518  0.0349  0.2987  L2(1) 0.5184  0.1728  0.0308  0.2760 

L2(

旬 。 )

and L2(U1). Kumazawa (1988b) discussed the statistic A~ equivalent to  L2(uO).  Then the asymptotic variances of the s ablynormalized versions of  L2(1

andL2( u1under aregiven by 

1  2  4  1  1 

=一一ー一一一一一一一一一一+一一一一一ー一一一一一+

20 ‑ 9(7 λ) 3(6‑λ) , 3(5一入) 4‑λr 4(3一入) and 

σ~1=~( l+B(1-λ, 52++~B(l 一入, 11) 一一

21 ‑

9  ¥ 

100(1 λ)1 1   25  B(1‑λ,3)  2B(l λ,6) 2B(1一入,8)¥

一 一 一 ・

respectively. 

4.J!.  THE IFRA ALTERNATIVE  33 

And the efficacies of 

L

2( 11.0

and 

L

2( 11.1

are given: for the alternative (i) 

eff{L2(J)}=(‑;

2

川 / σ ; , 。

77̲ ̲  33 ̲ ̲  2 ‑ eff{L2(l)}

(一一90 ‑l‑‑n2

+ー

, 90 ‑‑ln3

+ー

, 15 ln5)2/σ; for (ii) 

ef f{ L2( 11.O)} 

( 土

)2/σ

24 

19

eff{L2(ピ)}= (一一 r~

σん /

1350  for (iu) 

e

ザ引州

η f 削 f パ

{υωL

15

ef f{L2(ピ)}

(一一)2/σ

2520  and for (iv) 

'A 

4ZHσ 

︐ ︐ ︐ ︐ ︐ ︐  

z a

︑ . .  

︐ v h

v  

'

A

hF

61

J + / /

j n q o z i   n d i

一 ほ

d

' E

A 4

F d︐ .

qd  

+  + 

9B   9 a n   n E A   EI

i to

h u ‑ ‑

h

RU

一 向 ︐

u

i

a ・{ . 向 4 AH 4

一 一

t︐ ︐

tt

一一 一一

J 1 J  

••

︐︐︑

••

 

n u

z

1

4ZM

L L  

r4tr4t 

t J I J   Z J Z J  

e e  

respectively. 

Table  4.2  shows the  efficacies  of the IFRA‑test  statistics L1( 11.¥ 1.03)

, 

L1(11.¥ 1.95)

, 

L(u

3

必)

and L2(11.Ofor the alternatives listed in  Section 4.1  and some values of the censorI時 parameterλ. For the statistic L(a

s)we  choose the values of αand 

so as to maxImize its efficacy against a particular  alternative. Since 6:= 

1 : 7 = 1   6 d

πis an estimate of P(X1

Ud= 市 ,

we rec

ommend the L1(11.1

, 

1.95)‑test statistic for small values of6and the L1(11.1

, 

1.03)‑ test statistic for large values of 6in the sense of the Pitman asymptotic relative  efficiency. 

v o  r 

4L  

P  a  h  c 

Tests f o r  NBU  and NBUE 

5.1. The NBU Alternative 

In this section we are interested in testing the null hypothesis 

π 。 :

F(t) 1 ‑exp( ‑tjμ)  for t ~ 0 (μunspecled) versus the alternative 

3 : F(t) is NBU

, 

but not exponential

, 

under the random censorship model. 

Koul (1978a) considered the parameter 

1

00

1 ∞ 附

)}'It{S(t)}

一 州 + り } 川 μ

= ψ (

8

吋)州一 1

00

1

00 'It{S(s 

+

}dF(s )dF( t) 

as a measure of the deviation of F( t) Itom exponentiality towards the NBU  alternatives and developed the class of the test statistics in the uncensored case.  Here the weight function世(・)is  assumed to be nondecreasing. This parameter  with 

ψ

(t) t was五rstinvestigated in Hollander and Proschan (1972). 

For the testing problem based on the censored observations (Xj

, 8 d , 

1三 t三n

Kumazawa (1987a) proposed the class of the statistics 

山):= 1

1

Tψ{

丸 山 山

(5.1.

5.1.  THE NBU ALTERNATIVE  35 

which corresponds to the the Koul's (1978a) NBU statistic in the uncensored  case.  The statistic M(ψ) withψ(t) t was considered in Chen

, 

Hollander and  Langberg (1983a) using a modiedKaplan‑Meier estimator of F(t). 

THEOREM 5.1.1 (Kumazawa (1986c

, 

1987a)). Suppose that the weight function  ψ(t)  is  continuous and piecewise direntiablewith bounded derivatives. And  suppose that the df F(t) is  absolutely continuous and that the df's F(t) and  G( t)  satisfy the conditions 

J

2(t)dC( (5.1.2) 

and 

η1/2ψ{S(T)}→

in probability asπ→∞・ (5.1.3)  Then the sequence of the問 包πn1/

2{M1(世利)一W(F

)}c∞on rgeS 1ndistribution as 

η→ ∞ to a normal rv B with zero mean and variance E[B2 ,]where  W 例 :=

l

co∞ 

l ψ

co

{ σ

似仰

S

υ (

8+t

)

s

M 柑刷川 μ ) 川阿附

d削仰σF

(t

B:= 

‑ l

co 

l

co仰 + 仰+t

8+t)}dF

0

+21

co 

1

ρ

t却 ‑Z 8)卯 一 りdF

山 川

t)}dF(t)

and Z(t) is the limiting process of Zn(t) given in Lemma 3.1.2 of Section 3.1.  PROOF: To apply Theorem 3.2.2 of Section 3.2

, 

we五rstnote that the induced  functional r(g) := W(g F) for 9 D[O

, 

1]  can be expressed as a composition  of Hadamard differentiable transformations. For五xedF(t) and ψ(t)

, 

we define 

and 

γ1(9

t }

(8) := F‑1 o9t(8)

, 

γ2(92)(8

t):= 92(8) 

92(t)

, 

i'a(9a

91)(8

t) :=ゆ[1‑91F{9a(8

, 

t)}] 

(93):=

1

1

か い , 仰

t

where 91ε D[O

, 

1 ,] 92 L[0

1 ,] 93ε L1[0

, 

1]  x [0

1 ,] 0三8

t < 1 and 

36  CHAPTER 5.  TESTS FOR NBU AND NBUE 

gt(s)  = inf{t

, 

1 : g(t)三s}. Then from Propositions 6.1.1

, 

6.1.2 and 6.1.6  of Fernholz (1983) the above transformationsγ1(・)‑γ4 ( .)  are all  Hadamard  differentiable at I(t).  Therefore r(g) Oγ'3{γ2 γ1(g)

, 

g} is  Hadamard  differentiable at I(t) by the chain rule of Proposition 3.1.2 of Fernholz (1983). 

Next we have 

η1/21{M1(ゆ)‑W(F)} ‑{W(F~) ‑W(FT)}I  三山

J 川

211T

ι よ 1 t ψ

{ σ

S

珂(川

8

+η1/2IL~ 1~ 附 +

t)}dF( s )dF(

+ポ/211

T

L~t 仰仰F(s)dF例|

三3η1/2ゆ{S(T)}

Hence the desired result follows from Theorem 3.2.2  of Section 3.2  and some  calculations. •

We consider the weight function ψ(包)=♂ asa special ca

COROLLARY 5.1.2 (Kumazawa (1987a)). Let世(包)= 包ぺ α ど1.  Suppose  that under the null hypothesis 1io the censori dfG(t) satisnes the conditions  (5.1.2) and (5.1.3) of Theorem 5.1.1. Then n1/2{Md♂) ‑(α+ 1)‑2} converges  in distribution as n

→∞

to a normal distribution with mean zero and variance 

1~

fa{S(t)}dC( 

where 

ん(t):=α2(α+ 1)‑4{(α+ 1) ln t + 1 }t2a+

From Lemma 2.4 ofKumazawa (1987a)

, 

the asymptotic variance of M d  ua)

, 

α三1

under the null hypothesis may be consistently estimated by 

9 3 イ ム 向 一 ) 凶

t)

Using this estimator

, 

we can construct the asymptotically exact test based on 

5.1THE NBU ALTERNATIVE  37 

Table 5.1 

Efficacie! 01 the NB Ute!t!tatutic!  when the l!oringparameterλ =

and2

Alternative 

Statutic 

i り 。

i} {iii}  {iv} 

λ =  1/10 

M1(1) 1.2676  0.3169  0.0625  0.4774  M1(包1.5) 1.1560  0.1849  0.0481  0.4862  M1(2) 1.0366  0.1151  0.0364  0.4737 

M1(1) 0.7009  0.1752  0.0346  0.2640  M1(包1.S) 0.8062  0.1289  0.0335  0.3391 

M1(2) 0.8075  0.0897  0.0283  0.3690 

the statistic M(

♂ ) ,

α三1.

Now we compute the efficacies of the test statistics M(ua)

α三1

against  the alternatives (i)‑(iv)  listed in  Section 4.1  under the proportional censorIn  model.  From Corollary 5.1.we may take μ 1  and 0 < 入 <1

, 

and the  asymptotic varIance under ois  found to be equal to 

σ2.  (2α‑λ+ 1)3(2α2+2α+ 1) 

・一 (2α  + 1)3{(α  + 1

) 2  

+ (α  ‑λ)}'  Some calculations yield that for the alternative (i) 

eff{M1(a)}= α 2   (α+ 1)6σ2'  for (ii) 

38 

for (iu) 

and for (iv) 

CHAPTER 5.  TESTS FOR NBU AND NBUE 

eff{M1(Q)}= α 2   (α+ 1)8

ぺ '

eff{M1(Q)}= α  

{ln(α+ 1)‑αp  eff{M1(Q)}

α2(α+ 1)4σ2 

Table 5.1 shows the efficacies of the test statistics M

t {  

u1)

, 

M

t { 包 1 .

5)and M

t { ポ )

for the alternatives (i)(iv)and some values of the censoring parameterλWe  recommend the M(u)‑test  statistic  for the testing problem in  the sense of  Pitman asymptotic relative efficiency. 

Remark.  Joe and Proschan (1983

, 

1984) obtained some results on the decr何 附eωaSln 100α‑pe entile(0 < α <  1

り )

residual and the new better than used with respect  to  the  100α‑pe entileaging properties and developed the statistic for testing  exponentiality against these life distributions in the uncensored case.  And Hol‑ lander

, 

Park and Proschan (1985

, 

1986) introduced the new better than used αt  time to aging property and considered the problem of testing exponentiality ver‑ sus this  aging property in  the uncensored and the censored case.  Under the  random censorship model Kumazawa (1988a) proposed the classes of the test  statistics generalizing their statistics to accommodate the censored data

, 

and  derived the asymptotic distributions of the statistics under some milder condi‑ tions. 

5..2.  THE NBUE ALTERNATIVE  39 

5.2.  The NBUE Alternative 

We develop a test of the null hypothesis 

π 。 :

F(t) 1 ‑exp( ‑tjμ)  for tと

o

(μunspecled) against the alternative 

4 : F(t) is  NBUE

, 

but not exponential

, 

on the basis of the possibly right censored data (Xi,ん), 1 ::;  i三n,de:fined in  Section 2.2. 

Kumazawa (1986a) introduced the class of the test statistics 

based on the measure 

f T

1(t)

(t)dt

N1(

ψd:=

】 市

n

f o

.L ψ1( )Sn( s )ds 

f

仇 ( 伽

(5.2.1) 

of exponentiality against the NBUE life d

f '

s using weight function 1h(t ,)where  Wl 

(ト ' l

'l/Jl(S )ds 

The measure with ψ1 (t) constαntwas considered  in  De Souza Borges

, 

Prosd 1and Rodrigues (1984) for  the above testing problem in  the uncen‑ sored case.  Note that we reject the null hypothesis infavor of 4for small  values of the statistic N1(

ψ d .  

The parameter 

1

00 'l/J2{S(

FF(t)

1

tS( s )ds }dF 

as a measure ofthe deviation of F(t) towards the NBUE alternatives with weight  functionれ(t)was considered in Kumazawa (1986e)

, 

and the class of the test 

statistics 

~fh{丸 (t)} 必丸 (s)dsdFn(t)

N2(れ): ー 〈 μ

(5.2.2) 

40  CHAPTER 5.  TESTS FOR NBU AND NBUE 

was discussed.  Hollander and Proschan (1975) used this measure withれ(t)

constant and proposed the resulting statistic in  the uncensored case.  In the  censored case Koul and Susarla (1980) generalized the statistic given in Hollander  and Proschan (1975) based on a modi五edKaplan‑Meier estimator

, 

and gave the  asymptotics of their statistic under some strong regularity conditions. 

Noting that a life df F(t) is NBUE if and only ifthe scaled TTT‑transforms  Hi1(t)  defined by the equation (4.1.1)  of Section 4.1 satisfy Hi1(t)三tfor all  [0

1]  from Theorem 2.4 of Klej(1982a)

we may consider 

JU E

r I

rJ t 

Av 

rjh 

ψ  一 一

as a meaSl ofNBUE‑ness with weight function ψ( t). Then change of variable  formula in multiple integral shows that 

f ∞ ψ

{S(t)} J~ S(s)dsdF(t)  (1 

a2(ψ)  J U   T~-'-I"'JU-'-I---'I

tψ(l‑t)dt

, 

μF  Jo 

which also yields the N2(れ)‑statistic.The measureム2(ゆ)with世(t) constant was used by Kumazawa (1988b) and investigated the resulting statistic A~ un‑ der the random censorship model.  Based on the same property

, 

Klefsjる(1983) proposed the statistic Aa

, 

which is  known to be the cumulative TTTstatistic 

discussed in Ba wet al. (1972)

, 

Cl ter6

, 

on testing against the IFR alterna

tives and which is  equivalent to the Hollander and ProschaI (1975)statistic.  Note that we reject  infavor of 4for large values of N2(ψ2)' 

On the basis of the fact that the NBUE property is  expressed by means of  the mean residualli eF(t)defined in the equation (2.1.2)  of Section 2.1

, 

the  test statistic 

ぬ 戸 品 丸 刈

(5.2.3) 

was introdl din Kumazawa (1989b)

, 

where 

< 一

< 一nu

 

?& 

1

u w

JU

S

一 ハ り

︿

︿

T

︿ 向 一 一

Kumazawa (1987b) discussed the asymptotic behavior ofthe suitably normalized  version of eon the五xedinterval [0

, 叫 ,

0<包 <TH

, 

under the ra omcensor‑

5.1l.  THE NBUE ALTERNATIVE  41  ship.  The statistic Na may be considered as a natural extension of the statistic  given by Barlow and Doksum (1972) and Koul (1978b) in the uncensored case

, 

and we rejectoin favor of4for large values of Na

In order to derive the asymptotic distribution of the statistic N1(仇), we  first assume that 

ψ

l(t) is  not constant on the unit interval 

[ 0 ,

1]. 

THEOREM 5.2.1 (Kumazawa (1986a)). Suppose that the weight function 

ψ

t{t)  is nonnegative and right continuous.  And suppose that the df's F(t) and G(t)  satis theconditions 

l

T H  h;(t)dC(t) <

∞ 

(5.2.4) 

and 

ポ/2hi(T)→

in probabi五tyasη→ ∞   (5.2.5)  for i 1

, 

2 and 3

, 

where T is the largest observation of the X

, 包

a o 

Ju e e

  e o r

JM︐a

. E

f

︑ ・ l f s

s i

‑‑

︐ ︐

E

A

C υ A V  

 

f I J t f I J t   一一 一一

a ' b a v b  

AZM

L H L M  

and 

ha(t):= 

1

00 'l't{s)S(s)ds 

Then we have as n→ ∞  

d

刊ぺ/川

q

2オ(いい川州(仲叶ゆ

σ

〆ん 2 . ̲

戸 =

( p 去 志 f

;

J γ{  h~誓砦;ヂi E 守 f 子 2 l E 守 f l r μ 2

d

C 印例 (

(tt

PROOF: By applying the same method as given in the proof of Theorem 4.2.3 

42  CHAPTER 5.  TESTS FOR NBU AND NBUE 

of Section 4.2

, 

it  is  seen that the random vector  A  :=

μ/

n1

片 刈

2

夙附

(tt

is  asymptotically equivalent to  Bn

ベ f

九 州

Since the random vector Bn converges in distribution as π→ ∞ to a normal  distribution with zero mean vector and dispersion matrix {σih\~i ,j~3 with 

σij

Ehi(t)hj(t附 ,

the desired result follows from Corollary 3.3 of Serfl.i (1980).•

Next we consider the test statistic given by 

j f t g n (

μ 3  

in the case ofψ1 (t) constαnt.This statistic is also considered as a test statistic  for testing against the HNBUE alternatives in Section 6.2 and treated in a more  general framework: we have the following result from Theorem 6.2.5 of Section  6.2. 

COROLLARY 5.2.2 (Kumazawa (1986a)).  Suppose that the df 's  F(t) and G(t)  satisfy the conditions 

l

TH

好 例

and 

η1/2hi(T)→

in probability asπ→∞, 

for i 1 and 2

, 

where 

5.~. THE NBUE ALTERNATIVE 

ん(t):= 

1

00 S( s )ds 

and 

ん(t):=

1

00 sS(s)ds 

Then we have as n 

→∞ 

π

rsE(s)ds

一与)→

+dN

(0

, め

L μ λ μJ where μ2 h2(0) and 

σ2 .̲ 

. 1

JE{2μ2h1(t)

μFh2(t)PdC(t)

μ手

43 

The asymptotic behavior of the statistic N(ψ1) under the null hypothesis  can be summarized as follows. 

COROLLARY 5.2.3 (Kumazawa (1986a)). Suppose that under the null hypothe‑ sis 1πio the censoring df G(t) and the weight function仇(t)satisfy the conditions  (5.2.4) and (5.2.5) of Theorem 5

1.Then n1/2{N1(ψ1) ‑1} COI rgesin dis‑ tribution as n

→∞

to a norma1 distribution with mean zero and variance 

u:= 

1

00 

1 { ←乎)タ附

The similar methods as given in earliers show that 

(j~

:= 

1

1 { 一割、

(t

)de(t)

is a consistent estimator of σ2 given in Corollary 5.2.3

, 

where 

ん:= 1

Tψ1

In order to derive the asymptotic distribution of N2(ψ2) from Theorem 

44  CHAPTER 5.  TESTS FOR NBU AND NBUE 

4.2.3 of Section 4.2

, 

we set 

and 

h

叫(t

← J  仇州川 ω υ (

州榊s

M

μ )

ds

h

川州(例ttの):=

i =  

)ds 

ん(t)

  1 = : =  

ψ[2{S

州 山 バ

S(s)}]S(s)ds

COROLLARY 5.2.4 (Kumazawa (1986e)).  Suppose that the df's F(t)

, 

G(t) and  the weight function 

ψ

2(t) satistheconditions of Theorem 4.2.3 of Section 4.2.  Then we have as n

→∞ 

where 

and 

η1/2 ~

N:川)一色↓→

dN(O, 

u !

.,), 

t μ

μψ2

イ ∞ 曽

2{S(S)}

)ds

σ2  .̲ 

J ; H {

μψlh

1

(t) ‑μFh2(t)PdC(t) 

わ・一 μF 

COROLLARY 5.2.5 (Kumazawa (1986e)).  Suppose that under the null hypothe‑

515othe censori dfG(t) and the weight function 

ψ

2(t) satis今theconditions  (4.2.6)

4.2.9)ofTheorem 4.2.3 ofSection 4.2.  Then n1/2{N2(ψ2)ν}converges  in distribution as n

→∞

to a norma1 distribution with mean zero and variance 

σ ι : =  1 =  

[v ‑W2{S

where 

A consistent estimator 

"T 

ν:= 

1

J. w2(s)ds 

u! := 

[v一 世

2 { 丸

(t

) } ] 2

S!(t‑)de(t) 

5.~. THE NBUE ALTERNATIVE  45 

can be c∞onstruded fromthe previousdiscussions and we can obtain an asymp‑

totical均l

(σ5.2.2幻)by using this estimator. 

We need the following lemma to  give the asymptotic distribution of the  test statistic Ndefined in the equation (5.2.3). 

LEMMA 5.2.6 (Kumazawa (1989b)). Suppose tnat tne df 's F(t) and G(t) satisfy  tne conditions 

l

T H

可ダ

2(tt

l

T H1EVhμ

内内仰

2(ttt)

μ

dC(d印州t)

∞ 

((55..22..67))  

and 

が/2h(T)

→ o 

in probabtya.sn

→∞, 

(5.2.8)  wnere 

仰):=

1 =  

S(8)d8 

Tnen tne stocnastic process 

丸 (t):=が/2

{ 丸 刈

ゐr0三t三T converges weakly in  D[O

,  T H ]  

a.sη

→∞

to Gaussia.process 

B(t) with zero mean and covariance function 

JU 

n J  

n J

 

f I

︐ ︒

‑ J  

一 一

a O

 

rd

t 

wnere 

h(  crt 

h(包), h(8)h(包) g,(包):= 1{‑u.くけ{一一一 S(8)( ‑l{u>け 一 一 + 一 一γ一.

ー .lμF  . J ' μ F μ F

PROOF: We have for 0 

f

.T Z.司(包)dh(包) Bπ(t) 

‑S(t)

z .

(t)̲ Jt  ‑. , 

I"'

(5.2.9) 

46  CHAPTER 5.  TESTS FOR NBU AND NBUE 

+h(t) 

  f :

Z叫(包)dh() π1/2h(T)h(t), n1/2h(T) 

μ F μ n μ F μ n μ

with Zn(t) =η1/2{Fn(t) ‑F(t)}jS(t). Hence Lemma 3.1.2 of Section 3.1  to‑ gether with the Cramer‑Wold Device and the Slutsky's Theorem implies that  the limiting process of Bn(t) can be expressed as 

L~H Z(包)dh(包), h(t) 

f ; H  

Z(包)dh(包)

‑S(t)Z(t) ‑

μ F μ

1

T H

白 州 包

) = 帆

where Z(t) is  the limiting process of Zn(t). Therefore some calculations yield  the desired result. I 

THEOREM 5.2.7 (Kumazawa (1989b)). Suppose tlzat undeI tlze nulllzypotlzesis 

otlze ceI Il dfG(t) satisfies tlze conditions (5.2.6)

5.2.8)of Lemma 5.2.6.  Tlzen we have as n

→∞ 

1/2 N

(t)  T.'I/‑'¥TJ"

T I 1 J  

一一~ ‑ d  sup  IW{

一 一 }‑

F(t)W(l) 1

, 

O<t<l σ (

)J

‑ ' ‑ / " " ‑ ' J  

wlzeIe W(t) denotes a standaId Gaussian pIocess witlz zeIo mean and covaIiance  function E{W(s)W(t)} 

st

(1"(t)

S2(8)dC( 

and 

ま : イ 勾

(8)de(8)

PROOF: Note that we are in the situation TH 

TF ∞. Lemma 5.2.6 shows  that the limiting process of Bn(t) given in the equation (5.2.9) under the null  hypothesisois  given by 

的 ) =  1

00 {1{叩 }‑F(t

州。(包)

Then it  is  seen that the stochastic process {B(t) : 0三t<

∞} 

has the same  distribution as the process {W {σ(t)} ‑F(t)W {σ(

∞)} : 

0三t<

∞}. 

Hence we  can conclude the proof from the Continuous Mapping Theorem and the fact that 

5.~. THE NBUE ALTERNATIVE 

u ;  

is  a consistent estimator of u2(∞). . 

In the uncensored case the variance σ2(t) becomes to F(t)

, 

so we have 

2 1 2 0 p ( 苧 斗

=P(ofp

= P ( ょ

??1{W(t)‑tW(1)}三z)

= 1 ‑exp( ‑2z2)  for all  z三0

47 

which can be also derived by the result of Barlow and Doksum (1972) since in  this situation

手 !

2 :

7=1 nl(:=:+l) has the limiting value 1

Here we assume that under the null hypothesis F(t) the censori dfG(t)  satisfies Foψ‑1(8 )三 8for all 8ど

o

with ~(8) :=σ(8)/σ(∞): this condition holds  for the proportional censori modelgiven by G(t) = Sλ(t) with 0 < λ <1.  Then we have for all z > 0 

民 P ( 竺 ! ト

)=P(ofF[W{(t)}‑F(t)W(1)]

=P(oi??1{W(t)‑Fop‑1(t)W(1)}三z) 三P(WW(t)‑tW似

The asymptotic distribution of the suitably normalized version of Nunder the  null hypothesis for arbitrary G(t) can not be evaluated and the above expression  would be useful to determine the critical point of the N3‑test. 

N ow we shall compare the efficacies of the test statistics N(仇)and N2(れ) for the alternatives (i)‑(iv) given in Section 4.1 under the proportional censoring  model.  For the selection of the weight function we take仇(t)=

ψ

2(t) = ta Then Corollaries 5.2.3 and 5.2.5 imply that μ =  1 and the censoring parameter  λsatisfies 0 < 入 <1:  here we assume α >1/2for the statistic N1(uaand  α >  ‑1 for N2(ua). And the asymptotic variar sunderoare gi ven by 

σ2  r(2α+ 3) ‑2(1 ‑λ) 1+(1一入)2a+2

and 

48  CHAPTER 5.  TESTS FOR NBU AND NBUE 

Table 5.2 

Efficacies 01 the NB UE‑test statistics 

叫 印 thecensori pαrameterλ =

αηd2 A1ternative 

Statistic  (i)  (ii)  (iii)  (iv)  λ= 1/10 

N1(0) 0.7218  0.7217  0.0451  0.1804  N1(0.5) 0.3785  0.5195  0.0241  0.0831  N1(1) 0.2307  0.4101  0.0144  0.0455  N2(0) 1.2474  0.6490  0.0721  0.3874  N2( UO.5)  1.3319  0.5711  0.0728  0.4408  N2(1) 1.3732  0.5056  0.0711  0.4776 

λ= 3/4 

N1(包 。 ) 0.0100  0.01  0.0006  0.0025 

N1(uO.5)  0.0019  0.0026  0.0001  0.0004  N1(U1)  0.0003  0.0006  0.0000  0.0000  N2(0) 0.1863  0.0969  0.0107  0.0578  N2(05) 0.2738  0.1174  0.0149  0.0906  N2(1) 0.3497  0.1287  0.0181  0.1216 

2  1 

(1‑λ)(α+ 2)2  n¥1 ̲  ,¥ + In • 二、、 }/(α+ 1)2

, 

respectively. Then some calculations yield that: for the a1teロ 凶ive(i)  r'(α+2) "1

eff{N1(♂)} 

{ γ + } z / σ ?

, 

r(α+ 2)  ln(α+2)  12  eff{N2(Q)}= { 

(α+ 1)(α+ 2)σ2  for (ii) 

5.~. THE NBUE ALTERNATIVE 

for (iu) 

and for (iv) 

(α+ 1)2  eff{N1( )}=‑37‑

, 

eff{N2(a ) } = 1 (α+ 2)4σ2 

(2a+1 ̲ 1)2  eff{N1(a)}=22a+4

イ '

eff{N2(♂)} 

~

l2(α+ 2)(α+ 3nI  , 

<\\~

, ",‑)σ2 

J  ~

(α+ 1)2 

eff{N1(a ) } = 2 (α+ 2)2σi 

fln(α+ 2 ) 1  

) 2  

eff{N2(ua)}={‑ 〉/σ2

l (α+1)2  (α+1)(α+ 2) 

I

respectively

, 

whereγis the Euler's constant. 

49 

Table 5.2 gives the efficacies of the test statistics N(uO)

, 

N(0.5)

N1(1

  , )

N1(2)

N2(0)

N2(0.5)

N2( U1

and N2(2)for the alternatives and some val‑ ues of the censoring parameterλHere we recommend the use ofthe N2(1)‑test  for the testing problem in the sense of the Pitman asymptotic relative efficiency. 

Chapter 6 

Tests f o r  DMRL  and HNBUE 

6.1. The DMRL Alternative 

Kumazawa (1988b) considered the measure oi dispersion from exponential‑ ity to DMRL 日長 df'sF(t) given by 

J 1 1 1 ‑

]~(1- り(1-t){1-s-Jt}ah, 巧

1(8) 1‑H

F

1(t) 

and proposed the test statistic 

A 4  

ior testing the null hypothesis  冗。:F(t) 1 ‑exp( ‑tjμ)  ior t三

o

(μunspecl五ed) against the alternative 

5 : F( t) is  DMRL

, 

but not exponential 

based on the Kaplan‑Meier estimator Fn(t). Here the property that the scaled  TTT‑transiorms H;1(t) de五nedin  the equation (4.1.1)  oi Section 4.1  satisiy  that {1 ‑H;1(t)}j(1 ‑t) is  nonincreasing in t E [0

1]  ior DMRL li df'sirom  Theorem 2.5 oi KleUO(1982a) is  used in defining the above measure. By using  weight iunction仇(t)this measure can be generalized as 

f 1 f 1 1‑H

F

1(8)  1‑H

F

1(t) 

ム: =    J o J   .

(1ー 仰 一 川(1一 肌(1‑t){ 1‑s  1‑t 

d

'It (t )dt ‑

J o

OOdS(t)}

J ;  

S(8)d8dF(t) 

μF 

6.1.  THE DMRL ALTERNATIVE  51 

where 

wdt)

t)

φ

仇 榊

The method of replaci F(t)by the Kaplan‑Meier estimator Fn(t) suggests to  construct the test statistic 

rwd 丸

(t)}

J ; J E

)dsdFn(t)

Pl(

ψd:= 

μn  (6.1.1 )  for the above testing problem. Klej(1983)developed the test statistic A4 in  the uncensored case by using the same property of the scaled TTT‑transforms  H

p

1(t) and the A4‑statistic may be considered as the corresponding to P1(

ψd 

with仇(t) constαπtin the uncensored case.  Note that we reject旬。 infavor  of 5for small values of 

P

(

ψ d .  

And we may use 

品 川

as a meaSl ofDMRL‑ness oflife df F(t). The measure d2(α

s) with α=9= 

was first  considered by Hollander and Proschan (1975) and Chen

, 

Hollander  and La berg(1983b).  Bergman and Klefsj(1989)discussed d2(α

β) with α  and βnonnegative integers. It is  seen that the measure d2(α

s) with αs is  equal to dl (仇)with 'lt(包)= u ,X<so in this case the both measures lead us to  construct the equivalent test.  Then some simple calculations yield that 

where 

and 

h 州 的 ( い Mα

= : 

J f

g{{S(t)

μ

}

dt

α1 : = ‑(s + 1)(s + 2)(α+β+ 3)' 

句 広 士

2)(β+1) 

(6.1.2) 

(6.1.3)  (6.1.4) 

52  CHAPTER 6.  TESTS FOR DMRL AND HNBUE 

α+β+4 

α3: =一(α

+

2)(s + 2)(α+β+3)"  (6.1.5)  The test statistic 

f T  

g{

(t)}dt

P2(α

β)  .I.,~- ( 6.1.6) 

pn

may be COI rudedby the use ofthe Kaplan‑Meier estimator Fn(t) and we rejed 

π 。

infavor of 5for large values of P(α

β). Cl 1

Hollander and La berg (1983b) and Bergman and KleUO(1989) considered the test statistic based on  a modified Kaplan‑Meier estimator

, 

and proved the asymptotic normality of  the normalized version under some stronger conditions than those given in the  below. 

In order to derive the asymptotic distribution of the P1(ψdstatistic

we  apply Theorem 4.2.3 of Sedion 4.2.  To this end we set 

判 ← J

8)d8  (6.1.7) 

COROLLARY 6.1.1. Suppose that  the df 's F(t)

, 

G(t) and the function1(t)  satis今 theconditions of Theorem 4.2.3 of Section 4.2. Then we have as n→ ∞  

where 

and 

η1/2~Pl(ψd 一色}→d N(O

, ぺ ) ,

t μF J

内 :

=  1

0 0  r.p(8

州 ム

σ2:=fJH{μψ1 h1(t) ‑JLFh2(t)PdC(t) 

ん(t): = 

1

0 0  

[ ' l i d

S(8)}S

仲 バ

S(s)}]S(8)ds 

COROLLARY 6.1.2.  Suppose that  under the null hypothesis othe  df  G(t)  and thenction1(t) satis theconditions (4.2.6)

4.2.9)of Theorem 4.2.3 of  Section 4.2. Then we have as n→ ∞  

n1/2{Pl(仇)‑v}→N(O, σ~J,

6.1THE DMRL ALTERNATIVE  53 

where 

J

)ds (6.1.8) 

and 

J u   a zu  

EEEEEBEEBd

11  

aS ︐

dt  

FEEEEEEa∞ 

ρ t ' ' ' o  

2 一 一 ψ 

σ 

From this corollary the asymptotic variance 

σ 3 "  

under the null hypothesis 

'1

depends on the unknown parametersμand G(t).  By the similar method as  given in the previous sections we can construct a consistent estimator 

3 3 1 イ

[v

一品

(t

) } ]

S!(t‑)de(t) 

by the theory of counting processes. 

Next we consider the asymptotic behavior of the test  statistic P2(α

, s )  

defiI inthe equation (6.1.6).  This result can be proved by Theorem 4.1.1 of  Section 4.1 and stated as follows. 

COROLLARY 6.1.3.  Suppose that the df 's F(t) and G(t) satis theconditions 

l

T H  

h~(t)dC(t)

<

∞ 

(6.1.9) 

and 

η1/2 h1(T)→

in probabtyasπ→∞, (6.1.10)  where 

ん(t):=

1

00 S( u)d

Then the sequence of the rv's 

ポ/2

九 {

(o:s)‑

告 )

converges in distribution as n→∞ to a normal rv with zero mean and variance 

1I F

‑ ' t w ‑

︐ ︐  

••. ︑ ‑

C

α

4

E

E

︑.. 

︐ ︐ ‑

a

b E  

︐ ︐  

•. ︑ ‑

L

hN

4F

ドキュメント内 滋賀大学学術情報リポジトリ (ページ 33-58)

関連したドキュメント