Nos últimos anos, diversos autores têm concentrado seus esforços na generalização de distribuições de probabilidades obtendo, dessa forma, maior flexibilidade e, consequentemente, ganho na análise de dados e na capacidade de incorporar um grande número de sub-modelos nas distribuições generalizadas. Neste trabalho, serão apresentadas duas novas distribuições de probabilidade: McGumbel e gama Burr XII; e uma nova família de distribuições de probabilidade: Marshall-Olkin binomial negativa. Algumas propriedades das novas distribuições são apresentadas e o método de máxima verossimilhança foi utilizado para estimar os parâmetros dos modelos propostos. / In recent years, several authors have concentrated their efforts on the generalization of probability distributions obtained in this way more flexibility and hence gain in data analysis and the ability to incorporate a large number of sub-models in the generalized distributions. In this work, two new probability distributions will be presented: MacDonald Gumbel and gamma Burr XII; and a new family of probability distributions: negative binomial Marshall-Olkin. Some properties of the new distributions are presented and the method of maximum likelihood was used to estimate the parameters of the proposed models.

Em analise de dados que apresentam certo grau de assimetria a suposicao que as observações seguem uma distribuição normal, pode resultar ser uma suposição irreal e a aplicação deste modelo pode ocultar características importantes do modelo verdadeiro. Este tipo de situação deu forca á aplicação de modelo assimétricos, destacando-se entre estes a família de distribuições skew-symmetric, desenvolvida por Azzalini (1985). Neste trabalho nos apresentamos uma segunda proposta para a anàlise de dados com presença importante de assimetria e/ou curtose, comparado com a distribuição normal. Nós apresentamos e estudamos algumas propriedades dos modelos alfa-potência e log-alfa-potência, onde também estudamos o problema de estimação, as matrizes de informação observada e esperada de Fisher e o grau do viés dos estimadores mediante alguns processos de simulação. Nós introduzimos um modelo mais estável que o modelo alfa- potência do qual derivamos o caso bimodal desta distribuição e introduzimos os modelos bimodal simêtrico e assimêtrico alfa-potencia. Posteriormente nós estendemos a distribuição alfa-potência para o caso do modelo Birnbaum-Saunders, estudamos as propriedades deste novo modelo, desenvolvemos estimadores para os parametros e propomos estimadores com viés corrigido. Também introduzimos o modelo de regressão alfa-potência para dados censurados e não censurados e para o modelo de regressão log-linear Birnbaum-Saunders; aqui nós derivamos os estimadores dos parâmetros e estudamos algumas técnicas de validação dos modelos. Por ultimo nós fazemos a extensão multivariada do modelo alfa-potência e estudamos alguns processos de estimação dos parâmetros. Para todos os casos estudados apresentam-se ilustrações com dados já analisados previamente com outras suposições de distribuições. / In data analysis where data present certain degree of asymmetry the assunption of normality can result in an unreal situation and the application of this model can hide important caracteristics of the true model. Situations of this type has given strength to the use of asymmetric models with special emphasis on the skew-symmetric distribution developed by Azzalini (1985). In this work we present an alternative for data analysis in the presence of signi¯cant asymmetry or kurtosis, when compared with the normal distribution, as well as other situations that involve such model. We present and study of the properties of the ®-power and log-®-power distributions, where we also study the estimation problem, the observed and expected information matrices and the degree of bias in estimation using simulation procedures. A °exible model version is proposed for the ®-power distribution, following an extension to a bimodal version. Follows next an extension of the Birnbaum-Saunders distribution using the ®-power distribution, where some properties are studied, estimating approaches are developed as well as corrected bias estimator developed. We also develop censored and uncensored regression for the ®-power model and for the log-linear Birnbaum-Saunders regression models, for which model validation techniques are studied. Finally a multivariate extension of the ®-power model is proposed and some estimation procedures are investigated for the model. All the situations investigated were illustrated with data application using data sets previally analysed with other distributions.

Em analise de dados que apresentam certo grau de assimetria a suposicao que as observações seguem uma distribuição normal, pode resultar ser uma suposição irreal e a aplicação deste modelo pode ocultar características importantes do modelo verdadeiro. Este tipo de situação deu forca á aplicação de modelo assimétricos, destacando-se entre estes a família de distribuições skew-symmetric, desenvolvida por Azzalini (1985). Neste trabalho nos apresentamos uma segunda proposta para a anàlise de dados com presença importante de assimetria e/ou curtose, comparado com a distribuição normal. Nós apresentamos e estudamos algumas propriedades dos modelos alfa-potência e log-alfa-potência, onde também estudamos o problema de estimação, as matrizes de informação observada e esperada de Fisher e o grau do viés dos estimadores mediante alguns processos de simulação. Nós introduzimos um modelo mais estável que o modelo alfa- potência do qual derivamos o caso bimodal desta distribuição e introduzimos os modelos bimodal simêtrico e assimêtrico alfa-potencia. Posteriormente nós estendemos a distribuição alfa-potência para o caso do modelo Birnbaum-Saunders, estudamos as propriedades deste novo modelo, desenvolvemos estimadores para os parametros e propomos estimadores com viés corrigido. Também introduzimos o modelo de regressão alfa-potência para dados censurados e não censurados e para o modelo de regressão log-linear Birnbaum-Saunders; aqui nós derivamos os estimadores dos parâmetros e estudamos algumas técnicas de validação dos modelos. Por ultimo nós fazemos a extensão multivariada do modelo alfa-potência e estudamos alguns processos de estimação dos parâmetros. Para todos os casos estudados apresentam-se ilustrações com dados já analisados previamente com outras suposições de distribuições. / In data analysis where data present certain degree of asymmetry the assunption of normality can result in an unreal situation and the application of this model can hide important caracteristics of the true model. Situations of this type has given strength to the use of asymmetric models with special emphasis on the skew-symmetric distribution developed by Azzalini (1985). In this work we present an alternative for data analysis in the presence of signi¯cant asymmetry or kurtosis, when compared with the normal distribution, as well as other situations that involve such model. We present and study of the properties of the ®-power and log-®-power distributions, where we also study the estimation problem, the observed and expected information matrices and the degree of bias in estimation using simulation procedures. A °exible model version is proposed for the ®-power distribution, following an extension to a bimodal version. Follows next an extension of the Birnbaum-Saunders distribution using the ®-power distribution, where some properties are studied, estimating approaches are developed as well as corrected bias estimator developed. We also develop censored and uncensored regression for the ®-power model and for the log-linear Birnbaum-Saunders regression models, for which model validation techniques are studied. Finally a multivariate extension of the ®-power model is proposed and some estimation procedures are investigated for the model. All the situations investigated were illustrated with data application using data sets previally analysed with other distributions.

In this study, a new class of generalized distributions was developed, based on the Kummer beta distribution (NG; KOTZ, 1995), which contains as particular cases the exponentiated and beta generators of distributions. The main feature of the new family of distributions is to provide greater flexibility to the extremes of the density function and therefore, it becomes suitable for analyzing data sets with high degree of asymmetry and kurtosis. Also, two new distributions belonging to the new class of distributions, based on the Birnbaum-Saunders and generalized gamma distributions, that has as main characteristic the hazard function which assumes different forms (unimodal, bathtub shape, increase, decrease) were studied. In all studies, general mathematical properties such as ordinary and incomplete moments, generating function, mean deviations, reliability, entropies, order statistics and their moments were discussed. The estimation of parameters is approached by the method of maximum likelihood and Bayesian analysis and the observed information matrix is derived. It is also considered the likelihood ratio statistics and formal goodness-of-fit tests to compare all the proposed distributions with some of its sub-models and non-nested models. The developed results for all studies were applied to six real data sets. / Neste trabalho, foi proposta uma nova classe de distribuições generalizadas, baseada na distribuição Kummer beta (NG; KOTZ, 1995), que contém como casos particulares os geradores exponencializado e beta de distribuições. A principal característica da nova família de distribuições é fornecer grande flexibilidade para as extremidades da função densidade e portanto, ela torna-se adequada para a análise de conjuntos de dados com alto grau de assimetria e curtose. Também foram estudadas duas novas distribuições que pertencem à nova família de distribuições, baseadas nas distribuições Birnbaum-Saunders e gama generalizada, que possuem função de taxas de falhas que assumem diferentes formas (unimodal, forma de banheira, crescente e decrescente). Em todas as pesquisas, propriedades matemáticas gerais como momentos ordinários e incompletos, função geradora, desvios médio, confiabilidade, entropias, estatísticas de ordem e seus momentos foram discutidas. A estimação dos parâmetros é abordada pelo método da máxima verossimilhança e pela análise bayesiana e a matriz de informação observada foi derivada. Considerou-se, também, a estatística de razão de verossimilhanças e testes formais de qualidade de ajuste para comparar todas as distribuições propostas com alguns de seus submodelos e modelos não encaixados. Os resultados desenvolvidos foram aplicados a seis conjuntos de dados.

Nos últimos anos, diversos autores têm concentrado seus esforços na generalização de distribuições de probabilidades obtendo, dessa forma, maior flexibilidade e, consequentemente, ganho na análise de dados e na capacidade de incorporar um grande número de sub-modelos nas distribuições generalizadas. Neste trabalho, serão apresentadas duas novas distribuições de probabilidade: McGumbel e gama Burr XII; e uma nova família de distribuições de probabilidade: Marshall-Olkin binomial negativa. Algumas propriedades das novas distribuições são apresentadas e o método de máxima verossimilhança foi utilizado para estimar os parâmetros dos modelos propostos. / In recent years, several authors have concentrated their efforts on the generalization of probability distributions obtained in this way more flexibility and hence gain in data analysis and the ability to incorporate a large number of sub-models in the generalized distributions. In this work, two new probability distributions will be presented: MacDonald Gumbel and gamma Burr XII; and a new family of probability distributions: negative binomial Marshall-Olkin. Some properties of the new distributions are presented and the method of maximum likelihood was used to estimate the parameters of the proposed models.

Diplomová práce se zabývá zobecněným exponenciálním rozdělením jako alternativou k Weibullovu a log-normálnímu rozdělení. Jsou popsány základní charakteristiky tohoto rozdělení a metody odhadu parametrů. Samostatná kapitola je věnována testům dobré shody. Druhá část práce se zabývá cenzorovanými výběry. Jsou uvedeny ukázkové příklady pro exponenciální rozdělení. Dále je studován případ cenzorování typu I zleva, který dosud nebyl publikován. Pro tento speciální případ jsou provedeny simulace s podrobným popisem vlastností a chování. Dále je pro toto rozdělení odvozen EM algoritmus a jeho efektivita je porovnána s metodou maximální věrohodnosti. Vypracovaná teorie je aplikována pro analýzu environmentálních dat.

>Magister Scientiae - MSc / This study sought to identify and fit the appropriate extreme value distribution to flood data, using the method of maximum likelihood. To examine the uncertainty of the estimated parameters and evaluate the goodness of fit of the model identified. The study revealed that the three parameter Weibull and the generalised extreme value (GEV) distributions fit the data very well. Standard errors for the estimated parameters were calculated from the empirical information matrix. An upper limit to the flood levels followed from the fitted distribution.

This dissertation consists of four independent but related parts, each in a Chapter. The first part is an introductory. It serves as the background introduction and offer preparations for later parts. The second part discusses two population multivariate normal distributions with common covariance matrix. The goal for this part is to derive objective/non-informative priors for the parameterizations and use these priors to build up constructive random posteriors of the Kullback-Liebler (KL) divergence of the two multivariate normal populations, which is proportional to the distance between the two means, weighted by the common precision matrix. We use the Cholesky decomposition for re-parameterization of the precision matrix. The KL divergence is a true distance measurement for divergence between the two multivariate normal populations with common covariance matrix. Frequentist properties of the Bayesian procedure using these objective priors are studied through analytical and numerical tools. The third part considers the star-shape Gaussian graphical model, which is a special case of undirected Gaussian graphical models. It is a multivariate normal distribution where the variables are grouped into one "global" group of variable set and several "local" groups of variable set. When conditioned on the global variable set, the local variable sets are independent of each other. We adopt the Cholesky decomposition for re-parametrization of precision matrix and derive Jeffreys' prior, reference prior, and invariant priors for new parameterizations. The frequentist properties of the Bayesian procedure using these objective priors are also studied. The last part concentrates on the discussion of objective Bayesian analysis for partial correlation coefficient and its application to multivariate Gaussian models. / Ph. D.

A presente tese aborda aspectos teóricos e aplicados da estimação dos parâmetros do modelo de calibração linear com erros distribuídos conforme a distribuição normal-assimétrica (Azzalini, 1985) e t-normal-assimétrica (Gómez, Venegas e Bolfarine, 2007). Aplicando um modelo assimétrico, não é necessário transformar as variáveis a fim de obter erros simétricos. A estimação dos parâmetros e das variâncias dos estimadores do modelo de calibração foram estudadas através da visão freqüentista e bayesiana, desenvolvendo algoritmos tipo EM e amostradores de Gibbs, respectivamente. Um dos pontos relevantes do trabalho, na óptica freqüentista, é a apresentação de uma reparametrização para evitar a singularidade da matriz de informação de Fisher sob o modelo de calibração normal-assimétrico na vizinhança de lambda = 0. Outro interessante aspecto é que a reparametrização não modifica o parâmetro de interesse. Já na óptica bayesiana, o ponto forte do trabalho está no desenvolvimento de medidas para verificar a qualidade do ajuste e que levam em consideração a assimetria do conjunto de dados. São propostas duas medidas para medir a qualidade do ajuste: o ADIC (Asymmetric Deviance Information Criterion) e o EDIC (Evident Deviance Information Criterion), que são extensões da ideia de Spiegelhalter et al. (2002) que propôs o DIC ordinário que só deve ser usado em modelos simétricos. / This thesis focuses on theoretical and applied estimation aspects of the linear calibration model with skew-normal (Azzalini, 1985) and skew-t-normal (Gómez, Venegas e Bolfarine, 2007) error distributions. Applying the asymmetrical distributed error methodology, it is not necessary to transform the variables in order to have symmetrical errors. The frequentist and the Bayesian solution are presented. The parameter estimation and its variance estimation were studied using the EM algorithm and the Gibbs sampler, respectively, in each approach. The main point, in the frequentist approach, is the presentation of a new parameterization to avoid singularity of the information matrix under the skew-normal calibration model in a neighborhood of lambda = 0. Another interesting aspect is that the reparameterization developed to make the information matrix nonsingular, when the skewness parameter is near to zero, leaves the parameter of interest unchanged. The main point, in the Bayesian framework, is the presentation of two measures of goodness-of-fit: ADIC (Asymmetric Deviance Information Criterion) and EDIC (Evident Deviance Information Criterion ). They are natural extensions of the ordinary DIC developed by Spiegelhalter et al. (2002).

A presente tese aborda aspectos teóricos e aplicados da estimação dos parâmetros do modelo de calibração linear com erros distribuídos conforme a distribuição normal-assimétrica (Azzalini, 1985) e t-normal-assimétrica (Gómez, Venegas e Bolfarine, 2007). Aplicando um modelo assimétrico, não é necessário transformar as variáveis a fim de obter erros simétricos. A estimação dos parâmetros e das variâncias dos estimadores do modelo de calibração foram estudadas através da visão freqüentista e bayesiana, desenvolvendo algoritmos tipo EM e amostradores de Gibbs, respectivamente. Um dos pontos relevantes do trabalho, na óptica freqüentista, é a apresentação de uma reparametrização para evitar a singularidade da matriz de informação de Fisher sob o modelo de calibração normal-assimétrico na vizinhança de lambda = 0. Outro interessante aspecto é que a reparametrização não modifica o parâmetro de interesse. Já na óptica bayesiana, o ponto forte do trabalho está no desenvolvimento de medidas para verificar a qualidade do ajuste e que levam em consideração a assimetria do conjunto de dados. São propostas duas medidas para medir a qualidade do ajuste: o ADIC (Asymmetric Deviance Information Criterion) e o EDIC (Evident Deviance Information Criterion), que são extensões da ideia de Spiegelhalter et al. (2002) que propôs o DIC ordinário que só deve ser usado em modelos simétricos. / This thesis focuses on theoretical and applied estimation aspects of the linear calibration model with skew-normal (Azzalini, 1985) and skew-t-normal (Gómez, Venegas e Bolfarine, 2007) error distributions. Applying the asymmetrical distributed error methodology, it is not necessary to transform the variables in order to have symmetrical errors. The frequentist and the Bayesian solution are presented. The parameter estimation and its variance estimation were studied using the EM algorithm and the Gibbs sampler, respectively, in each approach. The main point, in the frequentist approach, is the presentation of a new parameterization to avoid singularity of the information matrix under the skew-normal calibration model in a neighborhood of lambda = 0. Another interesting aspect is that the reparameterization developed to make the information matrix nonsingular, when the skewness parameter is near to zero, leaves the parameter of interest unchanged. The main point, in the Bayesian framework, is the presentation of two measures of goodness-of-fit: ADIC (Asymmetric Deviance Information Criterion) and EDIC (Evident Deviance Information Criterion ). They are natural extensions of the ordinary DIC developed by Spiegelhalter et al. (2002).