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第八讲参数估计和假设检验

例4.设总体 服从 上的均匀分布,( )是来自 的样本,设 , ,试证:(1) , 均是 的无偏估计,(2)问 , 中哪个更有效?
证:(1)由于 的密度为 ,
故 的分布函数为 ,
对应的密度函数为 ,
从而 。
所以, 是 的无偏估计,
类似地, 的密度为 ,


( , , , )
所以, 是 的无偏估计。
(2)为计算 ,先算 。
, , ,
越小, 越大,故
的分布函数为
的分布函数为
的密度函数为
,故 不是 的无偏估计。取 ,因 ,故 是 的无偏估计。
例6.设总体 的概率分布为
0 1 2 3
其中 是未知参数,利用总体的如下8个样本:3,1,3,0,3,1,2,3,求 的矩估计和最大似然估计值。
解:
,令 ,即 ,
解得 得矩估计值 。
又从题目要求 ,可令 ,得 =15.68,取大于 的最小整数是16。
例8.设总体 , 已知,问样本容量 为多大时,方能保证 的置信度为0.95下的置信区间长度不超过 ?
解:由于 , 已知,故用 作统计量即可找到分位数 ,
使 ,即 ,
从而置信区间长为 ,再由题目要求 ,从中解出 ,故 ,其中 表示为小于 的最大整数。
故有 ,
,故 的置信区间为 。
(3)由上题结果 及 的严格递增性,可知:

故 的置信度为0.95置信区间为 。
3.假设检验
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第八讲 极大似然估计,无偏性和有效性)
例1.设总体 的概率密度为 , 是取自总体 的简单随机样本,(1)求 的矩估计量 ;(2)求 的方差 。
解:(1) , 为样本的一阶矩,
令 ,得 =2 。
(2) ,

= 。
注:对任何分布的总体 的样本均值 ,都有 , 。
例2.设样本( )是取自正态总体 的容量为 的样本,试确定常数 ,使得 是 的无偏估计。
例9.假设0.50,1.25,0.80,2.00是取自总体 的简单样本值,已知 = 服从正态分布 ,
(1)求 数学期望 (记 为 )。
(2)求 的置信度为0.95的双侧置信区间。
(3)利用上述结果求 的置信度为0.95的双侧区间。
解:(1) 的概率密度函数为 , ,于是(令 )

(2)当置信度 时,标准正态分布的( )分位数为1.96,又 ,
似然函数: ,


令 ,解得 。因 ,不合题意,所以 的最大似然估计值为 。
2.区间估计
例7.在天平上重复称量一重为 的物品,假设各次称量结果相互独立且服从正态分布 ,若以 表示 次称量结果的算术平均值,则为使 ,则 的最小值应不小于自然数16。
分析:由于 ,由区间估计方法中有关均值的思想: ,
查正态分布的 的分位数 ,即 ,
解:由于 为样本,故 , ,于是 , , ,因此 ,要使 是 的无偏估计,只须 ,故 。
例3.设 是参数 的无偏估计,且有 ,试证 不是 的无偏估计。
证明:(反证法)若 是 的无偏估计,且 也是 的无偏估计,则有 与 矛盾,所以 一定不是 的无偏估计。
同理:若 是 的无偏估计,则 一定不是 的无偏估计。
故 ,另外
,故 ,从而 比 更有效。
例5.设总体 的概率密度为
其中, 是未知参数, 是来自 的一组样本,
(1)求 的矩法估计 ,并考察 是否为 的无偏估计。
(2)求 的极大似然估计 ,并考察 是否为 的无偏估计。若不是,如何修正成 的无偏估计?
解:(1) ,因此
,所以此矩估计 是 的无偏估计。
(2)似然函数 ,
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