理论教育 点估计量评判标准分析

点估计量评判标准分析

时间:2023-10-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:无偏性设是总体未知参数θ的估计量,如果,则称是θ的无偏估计量.有效性设,是总体未知参数θ的两个无偏估计量,如果,则称是比有效的估计量.例16.1 设X1,X2,…,Xn是来自X的一个简单随机样本,求θ的最大似然估计量,并求精解 记样本的观察值为x1,x2,…,xn}时L(α)取最大值.因此,α的最大似然估计量α^=min{X1,X2,…,Xn}.下面考虑的无偏性.所以的分布函数为从而的概率密度为由于,所以不是α的无偏估计量.

点估计量评判标准分析

(1)无偏性

978-7-111-49525-3-Part03-603.jpg是总体未知参数θ的估计量,如果978-7-111-49525-3-Part03-604.jpg,则称978-7-111-49525-3-Part03-605.jpgθ的无偏估计量.

(2)有效性

978-7-111-49525-3-Part03-606.jpg978-7-111-49525-3-Part03-607.jpg是总体未知参数θ的两个无偏估计量,如果978-7-111-49525-3-Part03-608.jpg,则称978-7-111-49525-3-Part03-609.jpg是比978-7-111-49525-3-Part03-610.jpg有效的估计量.

例16.1 设X1X2,…,Xn为来自正态总体Nμ0σ2)的简单随机样本,其中μ0已知,σ20未知.978-7-111-49525-3-Part03-611.jpgS2分别表示样本均值和样本方差.

(1)求参数σ2的最大似然估计量978-7-111-49525-3-Part03-612.jpg

(2)计算978-7-111-49525-3-Part03-613.jpg978-7-111-49525-3-Part03-614.jpg.

精解 (1)总体的概率密度978-7-111-49525-3-Part03-615.jpg,记样本的观察值为x1x2,…,xn,则似然函数为

978-7-111-49525-3-Part03-617.jpg

由此得至978-7-111-49525-3-Part03-618.jpg

978-7-111-49525-3-Part03-619.jpg978-7-111-49525-3-Part03-620.jpg从而σ2的最大似然估计量为

(2)由于978-7-111-49525-3-Part03-622.jpg,所以

例16.2 设总体X的概率密度为

其中参数λ未知,X1X2,…,Xn是来自总体X的简单随机样本.

(1)求参数λ的矩估计量;

(2)求参数λ的最大似然估计量.

精解 (1)X数学期望为

978-7-111-49525-3-Part03-626.jpg,即978-7-111-49525-3-Part03-627.jpg由此得到λ的矩估计量为978-7-111-49525-3-Part03-628.jpg

(2)记X1X2,…,Xn的观察值为x1x2,…,xn,则似然函数

显然Lλ)只能在x1x2,…,xn0时才能取到最大值,所以可以化简Lλ)为

978-7-111-49525-3-Part03-631.jpg

由此可得978-7-111-49525-3-Part03-632.jpg

978-7-111-49525-3-Part03-633.jpg978-7-111-49525-3-Part03-634.jpg,因此λ的最大似然估计量为978-7-111-49525-3-Part03-635.jpg

例16.3 设总体X的概率密度为

其中θ(0<θ<1)未知,X1X2,…,Xn是来自总体X的简单随机样本,X是样本均值.

(1)求θ的矩估计量978-7-111-49525-3-Part03-637.jpg

(2)判断4X2是否为θ2的无偏估计量.

精解 (1)978-7-111-49525-3-Part03-638.jpg978-7-111-49525-3-Part03-639.jpg978-7-111-49525-3-Part03-640.jpg,所以θ的矩估计量为978-7-111-49525-3-Part03-641.jpg(www.daowen.com)

(2)由于978-7-111-49525-3-Part03-642.jpg978-7-111-49525-3-Part03-643.jpg所以,4X2不是θ2的无偏估计量.

例16.4 设总体X的概率密度为

其中θ>0是未知参数.设X1X2,…,Xn是来自X的一个简单随机样本,求θ的最大似然估计量978-7-111-49525-3-Part03-645.jpg,并求978-7-111-49525-3-Part03-646.jpg

精解 记样本的观察值为x1x2,…,xn,作似然函数

显然Lθ)的最大值只能在x1x2,…,xnθ处取到,所以可化简Lθ)为

显然它是θ的单调增加函数,在θ=min{x1x2,…,xn}处取最大值.从而θ的最大似然估计量为

由于X的分布函数为978-7-111-49525-3-Part03-651.jpg

所以X(1)的分布函数

因此,X(1)的概率密度为

从而978-7-111-49525-3-Part03-654.jpg

例16.5 设总体X的分布函数为978-7-111-49525-3-Part03-655.jpg其中参数α>0,

β>1均未知.设X1X2,…,Xn是来自总体X的简单随机样本,X是该样本的均值.

(1)当α=1时,求β2的矩估计量;

(2)当β=2时,求α的最大似然估计量,并判别它的无偏性.

精解 X的概率密度为

(1)当α=1时,978-7-111-49525-3-Part03-657.jpg所以

978-7-111-49525-3-Part03-659.jpg,即978-7-111-49525-3-Part03-660.jpg解此方程得978-7-111-49525-3-Part03-661.jpg从而β2的矩估计量为978-7-111-49525-3-Part03-662.jpg

(2)当β=2时,978-7-111-49525-3-Part03-663.jpg记样本的观察值为x1x2,…,xn,则似然函数

显然Lα)的最大值只能在x1x2,…,xnα上取到,所以可化简似然函数为

Lα=2nα2nx1x2xn-3,x1x2,…,xnα.

容易知道Lα)是单调增加函数,所以当α=min{x1x2,…,xn}时Lα)取最大值.

因此,α的最大似然估计量α^=min{X1X2,…,Xn}.

下面考虑978-7-111-49525-3-Part03-665.jpg的无偏性.

所以978-7-111-49525-3-Part03-667.jpg的分布函数为

从而978-7-111-49525-3-Part03-669.jpg的概率密度为

由于978-7-111-49525-3-Part03-671.jpg,所以978-7-111-49525-3-Part03-672.jpg不是α的无偏估计量.

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