Forschungsbericht 1995/96




Prof. Dr. G. Alsmeyer

Erneuerungstheorie, Verzweigungsprozesse, Wahrscheinlichkeitstheorie

Erneuerungstheorie bildet einen der Grundsteine zur Behandlung regenerativer Modelle, z.B. in der Warteschlangentheorie oder Risikotheorie. Dabei lassen sich alle Resultate auf einen Hauptsatz, das Blackwellsche Erneuerungstheorem, sowie dessen Verallgemeinerung, das Markov-Erneuerungstheorem, zurückführen. Gerade die Markov-Erneuerungstheorie als theoretisches Fundament zur Behandlung Markov-modulierter dynamischer Systeme, zu denen beispielsweise Random Walks mit m-abhängigen Zuwächsen und überlagerte Erneuerungsprozesse zählen, ist ein weiterhin in der Entwicklung befindliches Gebiet mit zahllosen offenen Fragen. Einige der u.g. Publikationen leisten Beiträge auf diesem Gebiet. Galton-Watson Prozesse bilden die einfachsten Vertreter der Klasse der Verzweigungsprozesse zur Beschreibung von Populationsdynamiken. Während diesen eine asexuelle Reproduktion zugrunde liegt (z.B. Zellteilung), berücksichtigen bisexuelle Galton-Watson-Prozesse einen zusätzlichen Paarungsmechanismus, der ihre Analyse erheblich kompliziert. In einer der u.g. Publikationen wurde ein Vergleich der Aussterbewahrscheinlichkeiten eines bestimmten bisexuellen mit dem korrespondierenden asexuellen Galton-Watson-Prozeß vorgenommen.
(Drittmittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft )

Beteiligte Wissenschafter : Prof. Dr. Alsmeyer (Leiter), Dipl.-Math. V. Hoefs, Dipl.-Math. M. Müller

Veröffentlichungen:
Alsmeyer, G. : Random walks with stochastically bounded increments: Renewal theory. Math. Nachr. 175, 13-31 (1995)
Alsmeyer, G. : Nonnegativity of odd functional moments of positive random variables with decreasing density. Statist. Probab. Letters 26, 75-82 (1996)
Alsmeyer, G. : Superposed continuous renewal processes: A Markov renewal approach. Stoch. Proc. Appl. 61, 311-322 (1996).
Alsmeyer, G., U. Rösler : The bisexual Galton-Watson process with promiscuous mating: Extinction probabilities in the supercritical case. Ann. Appl. Probab. 6, 922-939 (1996)
Alsmeyer, G. , A. Gut : Limit Theorems for Stopped Functionals of Markov Renewal Processes. Technical Report, Uppsala University 1996
Alsmeyer, G. : Some Notes on Harris Recurrence and Regeneration. Angewandte Mathematik und Informatik 13/96-S
Alsmeyer, G. : The Ladder Variables of a Markov Random Walk. Angewandte Mathematik und Informatik 14/96-S.
Alsmeyer, G. : The Markov Renewal Theorem and Related Results. Angewandte Mathematik und Informatik 15/96-S.



Prof. Dr. D. Plachky

Maßtheoretisch und entscheidungstheoretisch orientierte Statistik

Es werden maßtheoretische Probleme als Grundlage für Modelle der entscheidungstheoretisch orientierten Statistik behandelt und optimale Schätzer im entscheidungstheoretischen Sinn charakterisiert.

Veröffentlichungen:
Dannwerth, A., D. Plachky : On the existence of UMVU estimators for Bernoulli experiments in the non-identically distributed case with applications to the randomized response method and the unrelated question model. Lecture Notes in Statistics 114, 426-432
Hille, J., D. Plachky : Monogenicity of probability measures based on measurable sets invariant under finite groups of transformations. Kybernetika 32(1996), 375-387.
Plachky, D. : Wahrscheinlichkeitsrechnung. Diskrete Wahrscheinlichkeitsverteilungen und Schätzen ihrer Parameter. Oldenbourg, 1996
Plachky, D. : Some measure theoretical characterizations of compactness of metric spaces. Sankhya A 97(1995), 154-157
Plachky, D. : Characterizations of completion regularity of measures. Theory of Probability and its Applications 40(1995), 220-225.
Plachky, D. : Note on sequentially continuous linear functionals. Seminarberichte, Fernuniversität Hagen 55(1996), 82-84
Plachky, D. : A note on measurable subgroups of (R,+). Seminarberichte, Fernuniversität Hagen 56(1996), 80-81
Plachky, D. : Characterizations of uniform distributions by stochastic ordering. Proceedings of the 15th International Conference on Multivariate Statistical Analysis 1996, 25-30
Plachky, D., F. Schürmann : Characterization of direct Riemann-integrable functions and their dual space. Proceedings of the 14th International Conference on Multivariate Statistical Analysis 1995, 215-224.



Prof. Dr. N. Schmitz

1. Sequentielle Entscheidungsverfahren.

Im Unterschied/Gegensatz zur klassischen Statistik liegt bei der Sequentialanalyse die Beobachtungsanzahl (der Stichprobenumfang) nicht von vornherein fest, sondern richtet sich nach der Aussagekraft der sukzessive erhobenen Beobachtungsdaten -- ist somit selbst eine Zufallsgröße. Bei der Beurteilung solcher (rein sequentieller bzw. gruppensequentieller bzw. sequentiell geplanter) Verfahren spielen neben den klassischen Charakteristiken (Irrtumswahrscheinlichkeiten/Gütefunktion/Bias etc.) auch Momente des Stichprobenumfangs bzw. der Stichprobenkosten eine wichtige Rolle. Hierfür wurden einerseits allgemeine Probleme (insbesondere Existenzfragen) gelöst und andererseits Algorithmen entwickelt und implementiert.
(Drittmittelgeber: teilweise gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft)

Beteiligte Wissenschafter : Dipl.-Math.. M. Brake (ab 2.1.95), Prof. Dr. B.K. Ghosh (Lehigh University, Bethlehem, USA), Prof. Dr. N. Schmitz (Leiter), Dr. I. Terveer (jetzt Inst. für Wirtschaftsinformatik)

Veröffentlichungen:
Ghosh, B.K., N. Schmitz : Best linear unbiased estimation of the population mean under sequential sampling. Sankhya Vol. 58, Ser. B. (1996); 184-198.:
Schmitz, N. : STEIN`s two-stage procedure for the intra-class model. Scandinavian Actuarial Journal 1995; 2:187.
Schmitz, N. : Comments on "Optimality of the Sequential Probability Ratio Test for Nonstationary Observations" by Y. Liu and S.D. Bronstein. IEEE Transactions on Information Theory 41(1995), 861.
Schmitz, N. : Sequentially planned probability ratio tests: A survey. Selecta Statistica Canadiana. Vol. IX: "Statistics and Probability" (1996); 141-160.
Terveer, I.: Cost-optimal multistage sampling plans in statistical quality control. ZOR-Methods and Models of Operations Research 41(1995), 359-380.
Terveer, I. : Bayesian sequentially planned tests of simple hypotheses: Contractivity and an iterative approach. Sequential Analysis 15(1996), 91-102.


2. Prophetentheorie

Die "Prophetentheorie" beschäftigt sich mit dem Vorteil, den die Kenntnis der künftigen Entwicklung stochastischer Systeme bzw. die volle Rückgriffsmöglichkeit gegenüber optimalem Stoppen verschafft. Der Vergleich von maximalen erwarteten Auszahlungen und dem Wert stochastischer Sequenzen wurde für allgemeine stochastische Prozesse, für zeitlich bewertete Auszahlungen im unabhängigen und im iid-Fall und bei "Spielen gegen einen Propheten" durchgeführt.

Beteiligte Wissenschafter : Dr. F. Harten (bis 31.12.96), Dr. A. Meyerthole (bis 31.8.95), Prof. Dr. N. Schmitz (Leiter)

Veröffentlichungen:
Harten, F.: Difference prophet inequalities for the bounded i.i.d. case, with costs for observations. Angew. Mathematik und Informatik 7/95-S.
Harten, F. : Prophetenregionen bei zeitlichen Bewertungen im unabhängigen Fall. Angew. Mathematik und Informatik 21/95-S.
Harten, F. : Remark on "A difference prophet inequality for bounded i.i.d. variables, with costs for observations". Angew. Mathematik und Informatik 22/95-S.
Harten, F. : Prophetenregionen bei zeitlichen Bewertungen im unabhängigen und im iid-Fall. Skripten zur Math. Statistik Nr. 27 (Dissertationsnachdruck), Münster 1996.
Meyerthole, A.: Spiele gegen einen Propheten. Skripten zur Math. Statistik Nr. 25 (Dissertationsnachdruck), Münster 1995.


3. Permutationstests

Permutationstests haben eine Zwischenstellung zwischen den klassischen parametrischen Verfahren, bei denen nur kleine Verteilungsklassen betrachtet werden, und den Rangtests, bei denen man durch Reduktion auf die Ränge einen Teil der in den Daten vorhandenen Information aufgibt. Die Anwendung wird jedoch durch den enormen Rechenaufwand erschwert, der zur Bestimmung des kritischen Bereichs erforderlich ist. Es werden Optimalitätseigenschaften für den Fall diskreter Verteilungen mit festem Träger nachgewiesen und effiziente Algorithmen für die Berechnung der Fraktile entwickelt.
(Drittmittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft )

Beteiligte Wissenschafter : Dr. J. Gebhard (bis 30.6.95), Prof. Dr. N. Schmitz (Leiter)

Veröffentlichungen:
Gebhard, J. : Algorithmen zur Bestimmung des kritischen Bereichs von Permutationstests. Angew. Mathematik und Informatik 3/95-S.
Gebhard, J. : Permutationstests vs. klassische Verfahren. Ein finiter Gütevergleich. Angewandte Mathematik und Informatik 8/95-S.
Gebhard, J. : Optimalitätseigenschaften und Algorithmen für Permutationstests. Skripten zur Math. Statistik Nr. 26 (Dissertationsnachdruck), Münster, 1995.
Gebhard, J., N. Schmitz : Permutation tests - a revival?! Part I: Optimum properties. Erscheint in Statistical Papers.


4. Lehrmaterial

Veröffentlichungen:
Schmitz, N. : Vorlesungen über Stochastik. Skripten zur Math. Statistik Nr. 21 (3. Aufl. 1995)
Schmitz, N. : Vorlesungen über Wahrscheinlichkeitstheorie. Teubner-Verlag, Stuttgart, 1996
Schmitz, N. : Vorlesungen über Mathematische Statistik. Skripten zur Math. Statistik Nr. 24 (2. Aufl. 1996)



Dr. W. Thomsen

Abhängigkeitsmodelle

Beteiligte Wissenschafter : Prof. Dr. L. Rüschendorf (Freiburg), Dr. W. Thomsen

Veröffentlichungen:
Rüschendorf, L. (Freiburg), W. Thomsen : Closedness of Sum Spaces and the Schrödinger Problem. Theory of Probability and Its Applications. In Print.