<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Appl. Math. Stat.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Applied Mathematics and Statistics</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Appl. Math. Stat.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2297-4687</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fams.2023.1137036</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Applied Mathematics and Statistics</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>On composite length-biased exponential-Pareto distribution: Properties, simulation, and application in actuarial science</article-title> 
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Benchettah</surname> <given-names>Moulouk Halima</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"><sup>1</sup></xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name><surname>Zeghdoudi</surname> <given-names>Halim</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"><sup>1</sup></xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001"><sup>&#x0002A;</sup></xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/1059513/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Raman</surname> <given-names>Vinoth</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2"><sup>2</sup></xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/1980662/overview"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1"><sup>1</sup><institution>LaPS Laboratory, Badji-Mokhtar University</institution>, <addr-line>Annaba</addr-line>, <country>Algeria</country></aff>
<aff id="aff2"><sup>2</sup><institution>Department of Quality Measurement and Evaluation, Deanship of Quality and Academic Accreditation, Imam Abdulrahman Bin Faisal University</institution>, <addr-line>Dammam</addr-line>, <country>Saudi Arabia</country></aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by"><p>Edited by: Fabrizio Maturo, Universitas Mercatorum, Italy</p></fn>
<fn fn-type="edited-by"><p>Reviewed by: Fuxia Cheng, Illinois State University, United States; Abdelfateh Beghriche, Universit&#x000E9; Fr&#x000E8;res Mentouri Constantine 1, Algeria; Seghier Fatma Zohra, University of Skikda, Algeria</p></fn>
<corresp id="c001">&#x0002A;Correspondence: Halim Zeghdoudi <email>halimzeghdoudi77&#x00040;gmail.com</email></corresp>
<fn fn-type="other" id="fn001"><p>This article was submitted to Statistics and Probability, a section of the journal Frontiers in Applied Mathematics and Statistics</p></fn></author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>20</day>
<month>03</month>
<year>2023</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2023</year>
</pub-date>
<volume>9</volume>
<elocation-id>1137036</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>03</day>
<month>01</month>
<year>2023</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>23</day>
<month>02</month>
<year>2023</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#x000A9; 2023 Benchettah, Zeghdoudi and Raman.</copyright-statement>
<copyright-year>2023</copyright-year>
<copyright-holder>Benchettah, Zeghdoudi and Raman</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"><p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p></license>
</permissions>
<abstract>
<p>The composite length-biased exponential-Pareto (CLBEP) distribution is a new composite distribution that is introduced in this article. This model&#x00027;s probability density function, moments, and quantiles, among other statistical characteristics, are determined mathematically. The parameters&#x00027; maximum-likelihood estimation and stochastic ordering are discussed. A comparison study with other new composite and conventional distributions is also included. Specifically, using two actual fire insurance data sets, the goodness of fit of this new model is contrasted with the composite exponential-Pareto, composite lognormal-Pareto, and composite Rayleigh-Pareto distributions (Algerian and Danish fire insurance losses).</p>
<sec>
<title>2010 AMS subject classifications</title>
<p>62E10; 60E05.</p></sec></abstract>
<kwd-group>
<kwd>composite distribution</kwd>
<kwd>Pareto distribution</kwd>
<kwd>length-biased exponential</kwd>
<kwd>maximum-likelihood estimation</kwd>
<kwd>quantile function</kwd>
</kwd-group>
<counts>
<fig-count count="1"/>
<table-count count="8"/>
<equation-count count="32"/>
<ref-count count="13"/>
<page-count count="7"/>
<word-count count="3299"/>
</counts>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec sec-type="intro" id="s1">
<title>1. Introduction</title>
<p>Currently, digital methods are being used in the fields of biology, economics, physical sciences, statistical sciences, and other fields. In the applications of other fields as well as in daily life, the statistical sciences are essential. Probability distributions are frequently the foundation of statistical science because many problems in these fields frequently do not follow one of the fundamental probability distributions. Actuarial science and finance generally use common distributions to express their data on payments, quantity and number of claims, and premium computation. Examples of these distributions are exponential, Poisson, length-biased exponential, and Pareto.</p>
<p>The length-biased exponential distribution, on the other hand, offers a wide range of practical applications in several industries (reliability, actuarial science, survival analysis, and mathematical financiers). The lifetime of a phenomenon with no memory, no aging, no wear and tear, or the profits of an insurance company, or various models of surpluses and financial assets, are frequently modeled using the length-biased exponential distribution.</p>
<p>The modeling of unimodal insurance loss data with a long tail appeals to actuaries. Distributions that may replicate the heavy tail of insurance loss data are necessary to provide a sufficiently precise estimate of the degree of connected business risk, including gamma, Pareto, length-biased exponential, Rayleigh lognormal, and Weibull.</p>
<p>For example, if there are both modest and significant losses, insurance companies may experience losses. When modeling very large losses, practitioners seem to favor the Pareto distribution for size distribution. Length-biased exponential, lognormal, Rayleigh, or Weibull models are preferred when the losses are composed of smaller values with high frequencies and larger losses with low frequencies [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]. Nevertheless, no conventional size model can simultaneously account for losses that are both minor and significant. Unlike length-biased, lognormal, Rayleigh, or Weibull exponential models, which have a positive general fit but fit the tail poorly, Pareto models actually fit the tail well.</p>
<p>When modeling data that have heavy tails, the composite distributions appear appropriate. For instance, the one-parameter exponential-Pareto (exp-Pareto) model and the one-parameter inverse gamma-Pareto (IG-Pareto) model have both been proposed as potential models for the modeling of insurance data. When they are fitted to well-known insurance data sets, such as the Danish fire insurance data set, they still are unable to perform satisfactorily. So, the model needs to be improved. By exponentiation of the random variable linked to the probability density function (pdf) of an inverse gamma-Pareto distribution, Liu and Ananda [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>] suggested an improved version of the one-parameter IG-Pareto model. Their suggested model outperformed the original model significantly across several data sets. Furthermore, there are other composite models such as the composite lognormal-Pareto (cLP) model (see Scollnik [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>] and composite Rayleigh-Pareto (cRP) model (see Benatmane et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>]). For more details see [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>].</p>
<p>As a result, we suggest, in this study, a novel composite distribution that blends length-biased and Pareto exponential distributions. This effort aims to introduce a new composite distribution. As a result, the CLBEP distribution has a single parameter. It is simple to determine mathematical qualities in an explicit form. Due to its composition (two types of distributions that can be simulated for survival analysis and actuarial purposes), this new distribution offers advantages. Many real-life data sets can be analyzed using the CLBEP model, which provides suitable fits to these data sets.</p>
<p>The current article is structured as follows: The composite length-biased exponential-Pareto distribution and some of its statistical characteristics are discussed in Section 2. The estimation of parameters is addressed in Section 3. A numerical example with a comparison of various classical and composite models using two real data sets is provided in Section 4.</p></sec>
<sec id="s2">
<title>2. Formulation of the CLBEP distribution</title>
<p>For many theoretical issues, the length-biased exponential and Pareto distributions might not be adequate. We created the composite length-biased exponential-Pareto (CLBEP) distribution, based on the composite transformation, to have a flexible model. Let <italic>T</italic> be an arbitrary random variable with density function</p>
<disp-formula id="E1"><mml:math id="M1"><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>where <italic>f</italic><sub>1</sub> is a length-biased exponential density, <italic>f</italic><sub>2</sub> is a two-parameter Pareto density, and <italic>c</italic> is the normalizing constant. Hence,</p>
<disp-formula id="E2"><mml:math id="M2"><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd columnalign="center"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="center"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where &#x003BB;, &#x003B1;, and &#x003B8; are unknown non-negative parameters. To obtain a composite smooth density function, we use the continuity and differentiability conditions at the threshold point &#x003B8;, i.e.,</p>
<disp-formula id="E4"><mml:math id="M4"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>These two restrictions give</p>
<disp-formula id="E5"><mml:math id="M5"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>After some calculation, we get</p>
<disp-formula id="E6"><mml:math id="M6"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext>with&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Using the numerical methods, we find</p>
<disp-formula id="E7"><mml:math id="M7"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>To find the normalizing constant, we use the density condition <inline-formula><mml:math id="M8"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> which has</p>
<disp-formula id="E8"><mml:math id="M9"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>43766</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Since <italic>f</italic>(<italic>t</italic>; &#x003B8;) can be expressed as</p>
<disp-formula id="E9"><label>(1)</label><mml:math id="M10"><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>7613</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>224</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<sec>
<title>2.1. Statistical properties of the CLBEP distribution</title>
<p>In this subsection, many statistical properties are presented, such as the behavior of PDF and quantile function, as well as the moments and stochastic ordering.</p>
<disp-formula id="E10"><mml:math id="M11"><mml:mrow><mml:munder><mml:mrow><mml:mi>lim</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;and&#x000A0;</mml:mtext><mml:munder><mml:mrow><mml:mi>lim</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>The following proposition states that there is one shape for the PDF of the CLBEP distribution. Furthermore, the plots of PDF for some parameter value of the proposed model are presented in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref>.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>Figure 1</label>
<caption><p>The plots of PDF for some parameter value of &#x003B8;.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-09-1137036-g0001.tif"/>
</fig>
<p>Proposition 1. The PDF <italic>f</italic>(<italic>t</italic>; &#x003B8;) in Equation (1) of the CLBEP distribution is unimodal for &#x003B8; &#x0003E; 0.</p>
<p><bold>Proof</bold>. <italic>The first derivative of f</italic>(<italic>t</italic>; &#x003B8;) <italic>is</italic></p>
<disp-formula id="E11"><mml:math id="M12"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0002</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn><mml:mfrac><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>34679</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>13807</mml:mn><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>338</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>65</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>511</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>8</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><italic>The CLBEP distribution is unimodal with maximum value at the point</italic> <inline-formula><mml:math id="M13"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>39814</mml:mn><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>where the unique mode is t</italic><sub><italic>mod</italic></sub> &#x0003D; 0.39814&#x003B8;.</p>
</sec>
<sec>
<title>2.2. Cumulative distribution function and moments of the CLBEP distribution</title>
<p>The cumulative distribution function (c.d.f.) of this composite model is</p>
<disp-formula id="E12"><label>(2)</label><mml:math id="M14"><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>43768</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>43768</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>The <italic>kth</italic> moment about the origin of the CLBEP distribution can be obtained as:</p>
<disp-formula id="E13"><mml:math id="M15"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>43768</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>224</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi>x</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>which <italic>E</italic>(<italic>T</italic><sup><italic>k</italic></sup>) &#x0003D; &#x0221E; (infinite),  for <italic>k</italic> &#x02265; 2.</p>
<p>The mean of the CLBEP distribution is given by</p>
<disp-formula id="E14"><mml:math id="M16"><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>160</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>03</mml:mn><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>437</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>67</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</sec>
<sec>
<title>2.3. The quantile function of the CLBEP distribution</title>
<p>The quantile function of the CLBEP distribution is given in the following theorem.</p>
<p><bold>Theorem 1</bold>. <italic>The quantile function of the CLBEP distribution is</italic></p>
<disp-formula id="E15"><mml:math id="M17"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>W</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>43768</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;if&#x000A0;0</mml:mtext><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>43768</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>953</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>9</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;if&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mtext>1</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p><italic>where u</italic><sub>0</sub> &#x0003D; 0.43768.</p>
<p><bold>Proof</bold>. <italic>For u</italic> &#x02208; ]0;<italic>u</italic><sub>0</sub>[,  <italic>we have to solve the equation F</italic>(<italic>t</italic>) &#x0003D; <italic>u with respect to t</italic>,   <italic>t</italic> &#x0003E; 0</p>
<disp-formula id="E16"><mml:math id="M18"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>43768</mml:mn></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>43768</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><italic>Multiplying by e</italic><sup>&#x02212;1</sup> <italic>both sides, we find</italic></p>
<disp-formula id="E17"><mml:math id="M19"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>43768</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><italic>We see that</italic> <inline-formula><mml:math id="M20"><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>is the Lambert W function of the real argument</italic> <inline-formula><mml:math id="M21"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>43768</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>Then, we have</italic></p>
<disp-formula id="E18"><label>(3)</label><mml:math id="M22"><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>43768</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p><italic>Moreover, for any</italic> &#x003B8;,  <italic>t</italic> &#x0003E; 0,  <italic>it is immediate that</italic> <inline-formula><mml:math id="M23"><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>and it can also be checked that</italic></p>
<p><inline-formula><mml:math id="M24"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>43768</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>since u</italic> &#x02208; ]0;<italic>u</italic><sub>0</sub>[</p>
<p><italic>Therefore, by taking into account the properties of the negative branch of the Lambert W function, Equation (</italic><italic>3</italic><italic>) becomes</italic></p>
<disp-formula id="E19"><mml:math id="M25"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>W</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>43768</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p><italic>Finally</italic>, &#x02200;&#x003B8; &#x0003E; 0,  <inline-formula><mml:math id="M26"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<disp-formula id="E20"><mml:math id="M27"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>W</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>43768</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>where&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p><italic>Now, for u</italic> &#x02208; ]<italic>u</italic><sub>0</sub>; 1[,  <italic>we have to solve the equation F</italic>(<italic>t</italic>) &#x0003D; <italic>u with respect to t</italic>,   <italic>t</italic> &#x0003E; 0</p>
<disp-formula id="E21"><mml:math id="M28"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>43768</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p><italic>it is easy to find</italic></p>
<disp-formula id="E22"><mml:math id="M29"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>43768</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>953</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>9</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;where&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</sec>
<sec>
<title>2.4. Stochastic ordering</title>
<p>Consider two random variables <italic>Z</italic><sub>1</sub> and <italic>Z</italic><sub>2</sub>. Then, <italic>Z</italic><sub>1</sub> is said to be smaller than <italic>Z</italic><sub>2</sub> in the following cases:</p>
<list list-type="order">
<list-item><p>Stochastic order (<italic>Z</italic><sub>1</sub> &#x0003C;<sub><italic>S</italic></sub> <italic>Z</italic><sub>2</sub> ), if <italic>F</italic><sub><italic>Z</italic><sub>1</sub></sub>(<italic>t</italic>) &#x0003C; <italic>F</italic><sub><italic>Z</italic><sub>2</sub></sub>(<italic>t</italic>), &#x02200;<italic>t</italic>.</p></list-item>
<list-item><p>Convex order (<italic>Z</italic><sub>1</sub> &#x02264;<sub><italic>cx</italic></sub> <italic>X</italic><sub>2</sub>), if for all convex functions &#x003A8; and provided expectation exists, <italic>E</italic>[&#x003A8;(<italic>Z</italic><sub>1</sub>)] &#x02264; <italic>E</italic>[&#x003A8;(<italic>Z</italic><sub>2</sub>)].</p></list-item>
<list-item><p>Hazard rate order (<italic>Z</italic><sub>1</sub> &#x02264;<sub><italic>hr</italic></sub> <italic>Z</italic><sub>2</sub>), if <italic>h</italic><sub><italic>Z</italic><sub>1</sub></sub>(<italic>t</italic>) &#x02265; <italic>h</italic><sub><italic>Z</italic><sub>2</sub></sub>(<italic>t</italic>), &#x02200;<italic>t</italic>.</p></list-item>
<list-item><p>Likelihood ratio order (<italic>Z</italic><sub>1</sub> &#x0003C;<sub><italic>lr</italic></sub> <italic>Z</italic><sub>2</sub>), if <inline-formula><mml:math id="M30"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> is decreasing in <italic>t</italic>.</p></list-item>
</list>
<p>Remark 1. Likelihood ratio order &#x021D2; hazard rate order &#x021D2; stochastic order, If <italic>E</italic>[<italic>Z</italic><sub>1</sub>] &#x0003D; <italic>E</italic>[<italic>Z</italic><sub>2</sub>], then convex order &#x021D4; stochastic order.</p>
<p>Theorem 2. Let <italic>Z</italic><sub><italic>i</italic></sub> &#x0223D; <italic>CLBEP</italic> distribution (&#x003B8;<sub><italic>i</italic></sub>); <italic>i</italic> &#x0003D; 1, 2 be two random variables. If &#x003B8;<sub>1</sub> &#x02264; &#x003B8;<sub>2</sub>, then <italic>Z</italic><sub>1</sub> &#x0003C;<sub><italic>lr</italic></sub> <italic>Z</italic><sub>2</sub>, <italic>Z</italic><sub>1</sub> &#x0003C;<sub><italic>hr</italic></sub> <italic>Z</italic><sub>2</sub>; <italic>Z</italic><sub>1</sub> &#x0003C;<sub><italic>S</italic></sub> <italic>Z</italic><sub>2</sub> and <italic>Z</italic><sub>1</sub> &#x02264;<sub><italic>cx</italic></sub> <italic>Z</italic><sub>2</sub>.</p>
<p>Proof.</p>
<p><underline><bold>Case I:</bold> 0 &#x0003C; <italic>t</italic> &#x02264; &#x003B8;</underline></p>
<p>We have</p>
<disp-formula id="E23"><mml:math id="M31"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Using the <inline-formula><mml:math id="M32"><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for simplification, we can find</p>
<disp-formula id="E24"><mml:math id="M33"><mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="+1"><mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>To this end, if &#x003B8;<sub>1</sub> &#x02264; &#x003B8;<sub>2</sub>, we have <inline-formula><mml:math id="M34"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. This means that <italic>Z</italic><sub>1</sub> &#x0003C;<sub><italic>lr</italic></sub> <italic>Z</italic><sub>2</sub>.</p>
<p><underline><bold>Case II:</bold> &#x003B8; &#x02264; <italic>t</italic> &#x0003C; &#x0221E;</underline></p>
<p>We have</p>
<disp-formula id="E25"><mml:math id="M35"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>26148</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>511</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>81</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>We can see, if &#x003B8;<sub>1</sub> &#x02264; &#x003B8;<sub>2</sub>, then <italic>f</italic><sub><italic>Z</italic><sub>2</sub></sub>(<italic>t</italic>; &#x003B8;<sub>2</sub>) &#x02264; <italic>f</italic><sub><italic>Z</italic><sub>2</sub></sub>(<italic>t</italic>; &#x003B8;<sub>2</sub>). Furthermore, according to Remark 1, the theorem is proved.</p></sec>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3. Generating random values from the CLBEP distribution</title>
<sec>
<title>3.1. Parameter estimation</title>
<p>In this section, we will introduce two methods of estimating the unknown parameter &#x003B8;.</p>
<sec>
<title>3.1.1. An <italic>ad hoc</italic> procedure based on percentiles</title>
<p>The following <italic>ad hoc</italic> procedure provides a closed form for the parameter &#x003B8;, estimated using percentiles. Let <italic>t</italic><sub>1</sub>, <italic>t</italic><sub>2</sub>, &#x02026;, <italic>t</italic><sub><italic>n</italic></sub> be a random sample from the CLBEP model. Assume that <italic>t</italic><sub>1</sub> &#x02264; <italic>t</italic><sub>2</sub> &#x02264;&#x02026; &#x02264; <italic>t</italic><sub><italic>n</italic></sub> and <italic>t</italic><sub><italic>m</italic></sub>  &#x02264; &#x003B8; &#x02264; <italic>t</italic><sub><italic>m</italic>&#x0002B;1</sub>. Based on percentiles, the parameter &#x003B8; can be estimated, as the <italic>pth</italic> percentile, where <italic>p</italic> &#x0003D; <italic>F</italic>(&#x003B8;)</p>
<disp-formula id="E26"><mml:math id="M36"><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>43768</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5118</mml:mn><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>312</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>99</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>According to Klugman et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>], we have a smooth empirical estimate of the <italic>pth</italic> percentile given by</p>
<disp-formula id="E27"><mml:math id="M37"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>with</p>
<disp-formula id="E28"><label>(4)</label><mml:math id="M38"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>The Pareto distribution or the length-biased exponential distribution will be a more superior model than the composite length-biased exponential-Pareto distribution according as <inline-formula><mml:math id="M39"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> is closer to <italic>t</italic><sub>1</sub> or <italic>t</italic><sub><italic>n</italic></sub>.</p></sec>
<sec>
<title>3.1.2. Maximum-likelihood estimation</title>
<p>Assume again that <italic>t</italic><sub>1</sub> &#x02264; <italic>t</italic><sub>2</sub> &#x02264;&#x02026; &#x02264; <italic>t</italic><sub><italic>n</italic></sub> and <italic>t</italic><sub><italic>m</italic></sub>  &#x02264; &#x003B8; &#x02264; <italic>t</italic><sub><italic>m</italic>&#x0002B;1</sub>. Then, the likelihood function is</p>
<disp-formula id="E29"><mml:math id="M40"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>&#x02026;</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:munderover><mml:mn>2</mml:mn></mml:mstyle><mml:mn>.7613</mml:mn><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>224</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>7613</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>224</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>with</p>
<disp-formula id="E30"><mml:math id="M41"><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>7613</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>224</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Define <inline-formula><mml:math id="M42"><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Differentiating ln <italic>L</italic> with respect to &#x003B8; gives</p>
<disp-formula id="E31"><mml:math id="M43"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Hence, the solution of the likelihood equation <inline-formula><mml:math id="M44"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> is</p>
<disp-formula id="E32"><label>(5)</label><mml:math id="M45"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>251181</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51181</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>&#x02260;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;and&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Since this estimator requires the value of <italic>m</italic>, we recommend the following algorithm (see Teodorescu and Vernic [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]):</p>
</sec></sec>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4. Numerical and application examples</title>
<p>In this section, the estimation procedure described in Section 3 has been explained using two data samples generated from the <italic>CLBEP</italic> model. The generating algorithm used is based on the inversion of the c.d.f. (Equation 2).</p>
<sec>
<title>4.1. Example</title>
<p>The data set given in this subsection, consisting of 108 values, was sampled from a length-biased exponential-Pareto population with parameter &#x003B8; &#x0003D; 5 (see <xref ref-type="supplementary-material" rid="SM1">Table 1</xref> in the <xref ref-type="supplementary-material" rid="SM1">Appendix</xref>).</p>
<p>The estimated values of the parameter are:</p>
<p>- By <xref ref-type="table" rid="A1">Algorithm 1</xref>, <italic>m</italic> &#x0003D; 39: <inline-formula><mml:math id="M54"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0536</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p>- By <xref ref-type="table" rid="A2">Algorithm 2</xref>, MLE Step 1: <inline-formula><mml:math id="M55"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>9812</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p>- By <xref ref-type="table" rid="A2">Algorithm 2</xref>, MLE Step 2 : <inline-formula><mml:math id="M56"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>9810</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<table-wrap position="float" id="A1">
<label>Algorithm 1</label>
<caption><p>Estimate &#x003B8; using MLE.</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<tr>
<td valign="top" align="left">Step 1. Estimate <italic>m</italic> as above, from Equation (4).</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Step 2. Evaluate <inline-formula><mml:math id="M46"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> from Equation (5).</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Step 3. Verify if <inline-formula><mml:math id="M47"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> is in between <italic>t</italic><sub><italic>m</italic></sub> &#x02264; <inline-formula><mml:math id="M48"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x02264;</mml:mo></mml:math></inline-formula><italic>t</italic><sub><italic>m</italic>&#x0002B;1</sub>. If so, then <inline-formula><mml:math id="M49"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> is the MLE. If not, use <xref ref-type="table" rid="A2">Algorithm 2</xref>.</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">An alternative algorithm would be to replace Step 1 with the consideration of all possible values for <italic>m</italic> and the achievement for each of them of the verification of step 3:</td>
</tr>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap position="float" id="A2">
<label>Algorithm 2</label>
<caption><p>Estimate &#x003B8; using percentiles.</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<tr>
<td valign="top" align="left">Step 1. For each <italic>m</italic> (<italic>m</italic> &#x0003D; 1, 2, &#x02026;, <italic>n</italic> &#x02212; 1), evaluate <inline-formula><mml:math id="M50"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> from Equation (4). Check if <inline-formula><mml:math id="M51"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is in between <italic>t</italic><sub><italic>m</italic></sub> &#x02264; <inline-formula><mml:math id="M52"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x02264;</mml:mo></mml:math></inline-formula><italic>t</italic><sub><italic>m</italic>&#x0002B;1</sub>. If yes, then <inline-formula><mml:math id="M53"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the MLE. If no, go to next <italic>m</italic>.</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Step 2. If there is no solution to &#x003B8;, try an alternative model.</td>
</tr>
</table>
</table-wrap>
<p>We notice that <xref ref-type="table" rid="A2">Algorithm 2</xref> in Step 1 gives a more accurate value. We also applied the &#x003C7;<sup>2</sup> test to check the distribution fitting, and the results for <inline-formula><mml:math id="M57"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are given in <xref ref-type="table" rid="T1">Tables 1</xref>&#x02013;<xref ref-type="table" rid="T4">4</xref>.</p>
<table-wrap position="float" id="T1">
<label>Table 1</label>
<caption><p>Test for &#x003B8; &#x0003D; 5.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr style="background-color:&#x00023;919498;color:&#x00023;ffffff">
<th valign="top" align="left"><bold>Classes</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>n</italic><sub><italic>i</italic></sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>f</italic><sub><italic>i</italic></sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>Theoretical freq</italic>., <italic>p</italic><sub><italic>i</italic></sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><inline-formula><mml:math id="M58"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">[0, 2)</td>
<td valign="top" align="center">16</td>
<td valign="top" align="center">0.1480</td>
<td valign="top" align="center">0.1358</td>
<td valign="top" align="center">0.1184</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">[2, 4)</td>
<td valign="top" align="center">22</td>
<td valign="top" align="center">0.2037</td>
<td valign="top" align="center">0.1688</td>
<td valign="top" align="center">0.7748</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">[4, 6)</td>
<td valign="top" align="center">13</td>
<td valign="top" align="center">0.1203</td>
<td valign="top" align="center">0.1060</td>
<td valign="top" align="center">0.2053</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">[6, 10)</td>
<td valign="top" align="center">14</td>
<td valign="top" align="center">0.1296</td>
<td valign="top" align="center">0.1070</td>
<td valign="top" align="center">0.5120</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">[10, 60)</td>
<td valign="top" align="center">27</td>
<td valign="top" align="center">0.25</td>
<td valign="top" align="center">0.2151</td>
<td valign="top" align="center">0.6115</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">[60, 7000)</td>
<td valign="top" align="center">16</td>
<td valign="top" align="center">0.1480</td>
<td valign="top" align="center">0.1306</td>
<td valign="top" align="center">0.2507</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">&#x02211;</td>
<td valign="top" align="center">108</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">&#x003C7;<sup>2</sup><italic>distance</italic>:</td>
<td valign="top" align="center">2.4730</td>
</tr></tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap position="float" id="T2">
<label>Table 2</label>
<caption><p>Test for <inline-formula><mml:math id="M59"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0536</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr style="background-color:#919498;color:#ffffff">
<th valign="top" align="left"><bold>Classes</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>n</italic><sub><italic>i</italic></sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>f</italic><sub><italic>i</italic></sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>Theoretical</italic></bold><break/><bold><italic>freq</italic>., <italic>p</italic><sub><italic>i</italic></sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><inline-formula><mml:math id="M60"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">[0, 2)</td>
<td valign="top" align="center">16</td>
<td valign="top" align="center">0.1480</td>
<td valign="top" align="center">0.1338</td>
<td valign="top" align="center">0.1628</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">[2, 4)</td>
<td valign="top" align="center">22</td>
<td valign="top" align="center">0.2037</td>
<td valign="top" align="center">0.1679</td>
<td valign="top" align="center">0.8223</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">[4, 6)</td>
<td valign="top" align="center">13</td>
<td valign="top" align="center">0.1203</td>
<td valign="top" align="center">0.10648</td>
<td valign="top" align="center">0.1931</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">[6, 10)</td>
<td valign="top" align="center">14</td>
<td valign="top" align="center">0.1296</td>
<td valign="top" align="center">0.1076</td>
<td valign="top" align="center">0.4833</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">[10, 60)</td>
<td valign="top" align="center">27</td>
<td valign="top" align="center">0.25</td>
<td valign="top" align="center">0.2162</td>
<td valign="top" align="center">0.5681</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">[60, 7000)</td>
<td valign="top" align="center">16</td>
<td valign="top" align="center">0.1480</td>
<td valign="top" align="center">0.1314</td>
<td valign="top" align="center">0.2291</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">&#x02211;</td>
<td valign="top" align="center">108</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">&#x003C7;<sup>2</sup><italic>distance</italic>:</td>
<td valign="top" align="center">2.4591</td>
</tr></tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap position="float" id="T3">
<label>Table 3</label>
<caption><p>Test for <inline-formula><mml:math id="M61"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>9812</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr style="background-color:#919498;color:#ffffff">
<th valign="top" align="left"><bold>Classes</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>n</italic><sub><italic>i</italic></sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>f</italic><sub><italic>i</italic></sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>Theoretical</italic></bold><break/><bold><italic>freq</italic>., <italic>p</italic><sub><italic>i</italic></sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><inline-formula><mml:math id="M62"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">[0, 2)</td>
<td valign="top" align="center">16</td>
<td valign="top" align="center">0.1480</td>
<td valign="top" align="center">0.1365</td>
<td valign="top" align="center">0.1045</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">[2, 4)</td>
<td valign="top" align="center">22</td>
<td valign="top" align="center">0.2036</td>
<td valign="top" align="center">0.1692</td>
<td valign="top" align="center">0.7587</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">[4, 6)</td>
<td valign="top" align="center">13</td>
<td valign="top" align="center">0.1202</td>
<td valign="top" align="center">0.1059</td>
<td valign="top" align="center">0.2098</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">[6, 10)</td>
<td valign="top" align="center">14</td>
<td valign="top" align="center">0.1295</td>
<td valign="top" align="center">0.1068</td>
<td valign="top" align="center">0.5226</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">[10, 60)</td>
<td valign="top" align="center">27</td>
<td valign="top" align="center">0.25</td>
<td valign="top" align="center">0.2146</td>
<td valign="top" align="center">0.6275</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">[60, 7000)</td>
<td valign="top" align="center">16</td>
<td valign="top" align="center">0.1480</td>
<td valign="top" align="center">0.1304</td>
<td valign="top" align="center">0.2585</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">&#x02211;</td>
<td valign="top" align="center">108</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">&#x003C7;<sup>2</sup><italic>distance</italic>:</td>
<td valign="top" align="center">2.4819</td>
</tr></tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap position="float" id="T4">
<label>Table 4</label>
<caption><p>Test for <inline-formula><mml:math id="M63"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>9810</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr style="background-color:#919498;color:#ffffff">
<th valign="top" align="left"><bold>Classes</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>n</italic><sub><italic>i</italic></sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>f</italic><sub><italic>i</italic></sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>Theoretical</italic></bold><break/><bold><italic>freq</italic>., <italic>p</italic><sub><italic>i</italic></sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><inline-formula><mml:math id="M64"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">[0, 2)</td>
<td valign="top" align="center">16</td>
<td valign="top" align="center">0.1480</td>
<td valign="top" align="center">0.1366</td>
<td valign="top" align="center">0.1043</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">[2, 4)</td>
<td valign="top" align="center">22</td>
<td valign="top" align="center">0.2035</td>
<td valign="top" align="center">0.1692</td>
<td valign="top" align="center">0.7587</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">[4, 6)</td>
<td valign="top" align="center">13</td>
<td valign="top" align="center">0.1202</td>
<td valign="top" align="center">0.10594</td>
<td valign="top" align="center">0.2099</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">[6, 10)</td>
<td valign="top" align="center">14</td>
<td valign="top" align="center">0.1295</td>
<td valign="top" align="center">0.1068</td>
<td valign="top" align="center">0.5225</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">[10, 60)</td>
<td valign="top" align="center">27</td>
<td valign="top" align="center">0.25</td>
<td valign="top" align="center">0.2146</td>
<td valign="top" align="center">0.6275</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">[60, 7000)</td>
<td valign="top" align="center">16</td>
<td valign="top" align="center">0.1480</td>
<td valign="top" align="center">0.1304</td>
<td valign="top" align="center">0.2585</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">&#x02211;</td>
<td valign="top" align="center">108</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">&#x003C7;<sup>2</sup><italic>distance</italic>:</td>
<td valign="top" align="center">2.4817</td>
</tr></tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>The &#x003C7;<sup>2</sup> distances calculated for all the estimated values of the parameters are</p>
<disp-formula id="E33"><mml:math id="M65"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>4591</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>4819</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>4818</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The &#x003C7;<sup>2</sup> test accepts the length-biased exponential Pareto model for all values of the parameter as expected, which <inline-formula><mml:math id="M66"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a minimum.</p>
</sec>
<sec>
<title>4.2. Goodness of fit</title>
<p>In this subsection, we apply the composite length-biased exponential-Pareto model to two real insurance data sets.</p>
<p>Data set I: is 100 Algerian (SAA company) fire insurance losses (see <xref ref-type="supplementary-material" rid="SM1">Appendix</xref>).</p>
<p>We provide in <xref ref-type="table" rid="T5">Table 5</xref> the estimated value of fitted models and the values of the &#x02212;<italic>LL, AIC, AICc</italic>,  and <italic>BIC</italic> evaluated at the maximum-likelihood estimators.</p>
<table-wrap position="float" id="T5">
<label>Table 5</label>
<caption><p>Estimated values of fitted models and &#x02212;<italic>LL, AIC, AICc</italic>,  and <italic>BIC</italic> data set I.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr style="background-color:#919498;color:#ffffff">
<th valign="top" align="left"><bold>Distributions</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Parameters</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>-LL</italic></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>AIC</italic></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>AICc</italic></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>BIC</italic></bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">Pareto</td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M67"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>12</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>486</mml:mn></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center">165.80</td>
<td valign="top" align="center">333.62</td>
<td valign="top" align="center">333.68</td>
<td valign="top" align="center">338.83</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">Exponential</td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M68"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>7855</mml:mn></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center">124.14</td>
<td valign="top" align="center">250.27</td>
<td valign="top" align="center">250.32</td>
<td valign="top" align="center">252.88</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">Length-biased expo</td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M69"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>6965</mml:mn></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center">115.97</td>
<td valign="top" align="center">233.94</td>
<td valign="top" align="center">233.98</td>
<td valign="top" align="center">236.55</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">c exponential-P</td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M70"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>867</mml:mn></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center">4.58</td>
<td valign="top" align="center">9.75</td>
<td valign="top" align="center">9.79</td>
<td valign="top" align="center">12.35</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">c lognormal-P</td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M71"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>241</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>267</mml:mn></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center">4.28</td>
<td valign="top" align="center">8.92</td>
<td valign="top" align="center">8.98</td>
<td valign="top" align="center">14.13</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">c Rayleigh-P</td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M72"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>654</mml:mn></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center">4.08</td>
<td valign="top" align="center">8.76</td>
<td valign="top" align="center">8.80</td>
<td valign="top" align="center">11.36</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left"><italic>CLBEP</italic></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M73"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>21</mml:mn></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center">3.75</td>
<td valign="top" align="center">7.84</td>
<td valign="top" align="center">7.92</td>
<td valign="top" align="center">10.38</td>
</tr></tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>Data set II: is 2, 156 Danish fire insurance losses.</p>
<p>We use the same analysis, we find</p>
<p><xref ref-type="table" rid="T5">Tables 5</xref>, <xref ref-type="table" rid="T6">6</xref> indicate that the CLBEP model outperforms classical distributions, composite Rayleigh-Pareto, composite exponential-Pareto, and composite lognormal-Pareto models in terms of &#x02212;<italic>LL</italic>, <italic>AIC</italic>, <italic>AICc</italic>, and <italic>BIC</italic> for data sets I and II. In addition, in data set II, the Pareto model outperforms the conventional model since it covers a larger loss (<italic>n</italic> &#x0003D; 2, 156).</p>
<table-wrap position="float" id="T6">
<label>Table 6</label>
<caption><p>Estimated values of fitted models and &#x02212;<italic>LL, AIC, AICc</italic>,  and <italic>BIC</italic> data set II.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr style="background-color:#919498;color:#ffffff">
<th valign="top" align="left"><bold>Distributions</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Parameters</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>-LL</italic></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>AIC</italic></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>AICc</italic></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>BIC</italic></bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">Pareto</td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M74"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>313</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>546</mml:mn></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center">5.67</td>
<td valign="top" align="center">11.35</td>
<td valign="top" align="center">11.353</td>
<td valign="top" align="center">22.702</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Exponential</td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M75"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>417</mml:mn></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center">4041.1</td>
<td valign="top" align="center">8084.2</td>
<td valign="top" align="center">8084.2</td>
<td valign="top" align="center">8089.9</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">Length-biased expo</td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M76"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>834</mml:mn></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center">6447</td>
<td valign="top" align="center">12, 892</td>
<td valign="top" align="center">12, 892.001</td>
<td valign="top" align="center">12898</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">c Exponential-P</td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M77"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>477</mml:mn></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center">6.58</td>
<td valign="top" align="center">12.56</td>
<td valign="top" align="center">12.562</td>
<td valign="top" align="center">18.23</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">c Lognormal-P</td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M78"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>385</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>436</mml:mn></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center">3.88</td>
<td valign="top" align="center">7.76</td>
<td valign="top" align="center">7.762</td>
<td valign="top" align="center">19.11</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">c Rayleigh-P</td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M79"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>848</mml:mn></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center">3.57</td>
<td valign="top" align="center">7.72</td>
<td valign="top" align="center">7.721</td>
<td valign="top" align="center">13.39</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left"><italic>CLBEP</italic></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M80"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center">3.52</td>
<td valign="top" align="center">7.62</td>
<td valign="top" align="center">7.621</td>
<td valign="top" align="center">13.36</td>
</tr></tbody>
</table>
</table-wrap></sec>
</sec>
<sec sec-type="conclusions" id="s5">
<title>5. Conclusion</title>
<p>A unique distribution known as the composite length-biased exponential Pareto generated is suggested for application. Some of the mathematical features of this distribution include the quantile function, stochastic ordering, moments of the CLBEP, and maximum-likelihood estimation. In contrast to other conventional and new composite distributions, the distribution proposed in this work gives very satisfactory results. The goodness of fit of this novel model is compared to different conventional and new composite models, such as composite exponential-Pareto, composite lognormal-Pareto, and composite Rayleigh-Pareto distributions, using two real fire insurance data sets (Algerian and Danish fire insurance losses). Compared to the standard models, the composite models provided a far better fit to the data. The composite exponential-Pareto, composite lognormal-Pareto, and composite Rayleigh-Pareto distributions do not fit as well as the CLBEP model provides. We predict that researchers interested in statistical sciences and their applications, such as dependability and actuarial sciences, will be drawn to the CLBEP model. A future research may examine the Bayesian estimation of the CLBEP parameter, introducing the truncated version of the CLBEP distribution. In addition, it is interesting to use similar composite distributions to model the epidemic problem.</p></sec>
<sec sec-type="data-availability" id="s6">
<title>Data availability statement</title>
<p>The original contributions presented in the study are included in the article/<xref ref-type="sec" rid="s9">Supplementary material</xref>, further inquiries can be directed to the corresponding author.</p></sec>
<sec sec-type="author-contributions" id="s7">
<title>Author contributions</title>
<p>All authors listed have made a substantial, direct, and intellectual contribution to the work and approved it for publication.</p>
</sec>
</body>
<back>
<ack><p>The authors acknowledge the Editor, FM and the referees of this journal for their constant encouragement to finalize the paper.</p>
</ack>
<sec sec-type="COI-statement" id="conf1">
<title>Conflict of interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s8">
<title>Publisher&#x00027;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<sec sec-type="supplementary-material" id="s9">
<title>Supplementary material</title>
<p>The Supplementary Material for this article can be found online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fams.2023.1137036/full#supplementary-material">https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fams.2023.1137036/full#supplementary-material</ext-link></p>
<supplementary-material xlink:href="Data_Sheet_1.pdf" id="SM1" mimetype="application/pdf" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<label>1.</label>
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Klugman</surname> <given-names>SA</given-names></name> <name><surname>Panjer</surname> <given-names>HH</given-names></name> <name><surname>Willmot</surname> <given-names>G</given-names></name></person-group>. <source>Loss Models: From Data to Decisions</source>. <publisher-loc>New York, NY</publisher-loc>: <publisher-name>Wiley</publisher-name> (<year>2008</year>).</citation></ref>
<ref id="B2">
<label>2.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Liu</surname> <given-names>B</given-names></name> <name><surname>Ananda</surname> <given-names>MMA</given-names></name></person-group>. <article-title>Analyzing insurance data with an exponentiated composite Inverse-Gamma Pareto Model</article-title>. <source>Commun Stat Theory Methods</source>. (<year>2022</year>) <volume>2022</volume>:<fpage>399</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/03610926.2022.2050399</pub-id></citation></ref>
<ref id="B3">
<label>3.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Scollnik</surname> <given-names>DPM</given-names></name></person-group>. <article-title>On composite Lognormal-Pareto models</article-title>. <source>Scand Actuarial J</source>. (<year>2007</year>) <volume>2007</volume>:<fpage>20</fpage>&#x02013;<lpage>33</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/03461230601110447</pub-id></citation></ref>
<ref id="B4">
<label>4.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Benatmane</surname></name> <name><surname>C</surname></name> <name><surname>Zeghdoudi</surname> <given-names>H</given-names></name> <name><surname>Shanker</surname> <given-names>R</given-names></name> <name><surname>Lazri</surname></name> <name><surname>N</surname></name></person-group>. <article-title>Composite Rayleigh-Pareto distribution: application to real fire insurance losses data set</article-title>. <source>J Stat Manag Syst</source>. (<year>2021</year>) <volume>24</volume>:<fpage>545</fpage>&#x02013;<lpage>57</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/09720510.2020.1759253</pub-id></citation></ref>
<ref id="B5">
<label>5.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Elbatal</surname> <given-names>I</given-names></name> <name><surname>Aryal</surname> <given-names>G</given-names></name></person-group>. <article-title>A new generalization of the exponential Pareto distribution</article-title>. <source>J Inf Optim Sci</source>. (<year>2017</year>) <volume>38</volume>:<fpage>675</fpage>&#x02013;<lpage>97</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/02522667.2016.1220079</pub-id></citation></ref>
<ref id="B6">
<label>6.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>EL-Sagheer</surname> <given-names>RM</given-names></name> <name><surname>Mahmoud</surname> <given-names>MAW</given-names></name> <name><surname>Abdallah</surname> <given-names>SHM</given-names></name></person-group>. <article-title>Statistical inferences for new Weibull-Pareto distribution under an adaptive type-ii progressive censored data</article-title>. <source>J Stat Manag Syst</source>. (<year>2018</year>) <volume>21</volume>:<fpage>1021</fpage>&#x02013;<lpage>57</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/09720510.2018.1467628</pub-id></citation></ref>
<ref id="B7">
<label>7.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Aminzadeh</surname> <given-names>MS</given-names></name> <name><surname>Deng</surname></name> <name><surname>M</surname></name></person-group>. <article-title>Bayesian predictive modeling for Inverse Gamma-Pareto composite distribution</article-title>. <source>Commun Stat Theory Methods</source>. (<year>2019</year>) <volume>48</volume>:<fpage>1938</fpage>&#x02013;<lpage>54</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/03610926.2018.1440595</pub-id></citation></ref>
<ref id="B8">
<label>8.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Cebrian</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Denuit</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Lambert</surname> <given-names>PH</given-names></name></person-group>. <article-title>Generalized Pareto fit to the society of Actuaries&#x00027; large claims database</article-title>. <source>North Am Actuarial J</source>. (<year>2003</year>) <volume>7</volume>:<fpage>18</fpage>&#x02013;<lpage>36</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/10920277.2003.10596098</pub-id></citation></ref>
<ref id="B9">
<label>9.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Preda</surname> <given-names>V</given-names></name> <name><surname>Ciumara</surname> <given-names>R</given-names></name></person-group>. <article-title>On composite models: Weibull-Pareto lognormal-Pareto. A comparative study</article-title>. <source>Rom J Econ Forecast</source>. (<year>2006</year>) <volume>3</volume>:<fpage>32</fpage>&#x02013;<lpage>46</lpage>.</citation></ref>
<ref id="B10">
<label>10.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Cooray</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Ananda</surname> <given-names>MA</given-names></name></person-group>. <article-title>Modeling actuarial data with a composite Lognormal-Pareto model</article-title>. <source>Scand Actuarial J</source>. (<year>2005</year>) <volume>5</volume>:<fpage>321</fpage>&#x02013;<lpage>34</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/03461230510009763</pub-id></citation></ref>
<ref id="B11">
<label>11.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Teodorescu</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Vernic</surname> <given-names>R</given-names></name></person-group>. <article-title>Some composite exponential-Pareto models for actuarial prediction</article-title>. <source>Rom J Econ Forecast</source>. (<year>2009</year>) <volume>12</volume>:<fpage>82</fpage>&#x02013;<lpage>100</lpage>.</citation></ref>
<ref id="B12">
<label>12.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Teodorescu</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Vernic</surname> <given-names>R</given-names></name></person-group>. <article-title>On composite pareto models</article-title>. <source>Math Rep</source>. (<year>2013</year>)<volume>15</volume>:<fpage>11</fpage>&#x02013;<lpage>29</lpage>.</citation></ref>
<ref id="B13">
<label>13.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Teodorescu</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Vernic</surname> <given-names>R</given-names></name></person-group>. <article-title>A composite exponential&#x02013;pareto distribution. The Annals of the &#x0201C;Ovidius&#x0201D; University of Constanta</article-title>. <source>Math Series</source>. (<year>2006</year>) XIV:<fpage>99</fpage>&#x02013;<lpage>108</lpage>.</citation></ref>
</ref-list> 
</back>
</article>