概率论与数理统计 第七章 参数估计

如题所述

第1个回答  2022-07-30

参数估计的两种形式:点估计和区间估计

点估计问题 :设总体X的分布形式已知,但它的 一个或多个参数未知 ,借助于总体X的 一个样本 来估计总体 未知参数值 的问题称为参数的点估计问题。

构造统计量 常用的方法有两种:矩估计法和极大似然估计法。

矩估计 的思想就是 替换思想 :用样本原点矩替换总体原点矩。

定理 :均值、方差、标准差的矩估计结果

矩估计是一种经典的估计方法,比较直观,计算简单。不需要知道总体分布类型就可以估计,实际应用广泛。

极大似然估计是求总体未知参数的另一种常用的点估计方法。

理解极大似然估计基本思想的例子:对未知参数p的极大似然推断,在p的所有备选取值假定下,比较样本发生的概率大小,使 概率最大 的p的取值即为p的极大似然估计。

似然函数

似然函数 极大似然 的定义:

当 是可微函数时,求导是求极大似然估计最常用的方法。而此时又因 与 在同一个 处取到极值,且对对数似然函数求导更简单。故常用以下对数似然方程(组):

正态分布的极大似然估计

直接观察法 :不好求导,直接看出来。

求解总体未知参数 的极大似然估计的一般步骤:

评判一个估计量的好坏不能一概而论,即一个估计量的优劣不是绝对的,而是基于某一评判标准而言相对的评价结论。
下文中介绍三种常用的评判标准:无偏性、有效性和相合性。

无偏估计 有偏估计 以及 渐近无偏估计 的定义:

定理1 样本方差是无偏估计的。

一个位置参数的无偏估计可以有很多,如何在无偏估计中再进行选择?由于无偏估计的标准差是平均偏差为0,所以一个自然的想法就是每一次估计与真值的偏差波动越小越好。偏差波动大小可以用方差来衡量。因此用无偏估计的方差大小作为进一步衡量无偏估计优劣的标准。
有效性 的定义:

点估计是样本的函数,故点估计仍然是一个随机变量,在样本量一定的条件下,不可能要求它完全等同于未知参数的真值。但如果随着样本量不断增大,它能越来越接近真值。控制在真值附近的强度(概率)越来越大,那么这就是一个好的估计,这一性质称为相合性。

相合性 定义:

样本均值 是总体 的相合估计,样本方差 和 都是 的想和估计量。事实上,根据大数定律,矩估计一般都具有相合性。

参数的点估计是用样本观测值算出一个值取估计位置参数。但事实上,指数的真值可能偏差较大,若能给出一个估计区间,让我们有较大把握相信真值被含在这个区间内,这样估计就显得更有使用价值,也更为可信,因为我们把可能出现的偏差也考虑在内了。

置信水平 的直观解释:

单侧置信区间,置信上限(下限):

在双侧置信区间求解时,常使得左右两个尾部的概率各为 的方法来选择a和b。这样得到的置信区间称为等尾置信区间。

首先, 是 的无偏估计。

(1) 当 已知时, 的置信区间

(2) 当 未知时, 的置信区间

关于单正态总体中均值 和方差 的双侧置信水平为 的置信区间可汇总如下表:

(1) 当 已知时, 的置信区间

(2) 当 时, 的置信区间

(1) 当 已知时, 的置信区间

(2) 当 未知时, 的置信区间