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概率论与数理统计第七章习题答案


∫ ∫ ∞
3a+b
解:Eξ = xf (x)dx = x
1 dx = 2a ≈ ξ
−∞
a−b 2a + 2b
(1) ,

∫ Dξ = Eξ 2 − (Eξ )2 = x2 f (x)dx − (2a)2 ≈ S2 −∞
(2);
由(1),(2)得,aˆ = 1 ξ ,bˆ = − 1 ξ + 3S.
= 0.95,α
= 0.05,查表得uα /2
= 1.96,
σ = 11, n = 5代入(*),求得µ的置信区间为(1249.375,1268.625);
(2)取统计量t
=
ξ S
− /
µ n
, 则有t
~
t(n
−1), 对于给定的置信概率1−α ,可求出tα /2 (n
−1)
使得
P( ξ − µ S/ n
n
∑ξi
得pˆ 最大似然函数
=
i =1
n
=ξ.
9.已知某电子设备的使用寿命ξ 服从指数分布,其分布密度函数为
f (x) = ⎧⎪⎨θ1 e−x/θ , x > 0, ⎪⎩ 0, x ≤ 0
其中θ > 0,现随机抽取10台,测得寿命的数据(小时)如下: 1050, 1100, 1080, 1120, 1200 1250, 1040, 1130, 1300, 1200
+ (4 − 0.8)2 ×1] = 0.831.
14.设ξ1,ξ2,……,ξn是取自总体ξ的一个样本,n ≥ 2,ξ ~ B(1, p),其中p为未知,0 < p < 1, 求证:
(1)ξ12是p的无偏估计; (2)ξ12不是p2的无偏估计;
(3) ξ1ξ2是p2的无偏估计。
证明:(1)Eξ
2 1
/
使得
2
P( ξ − µ σ/ n
< uα /2 ) = 1− α ,
即P(ξ
− uα /2
σ n
<µ <ξ
+ uα /2
σ ) =1−α, n
即µ的置信概率为1 − α的置信区间为(ξ
− uα /2
σ n
<µ <ξ
+ uα /2
σ) n
(*),
将ξ
= 1(1250 +1265 +1245 +1260 +1275)= 1259,1-α 5
求θ的最大似然估计。
解:似然函数为
10
∏ ∏ L(xi ,θ ) =
10 i =1
f (xi ) =
10
1 e− xi /θ θ i=1
=
1
∑ − xi /θ e , i=1
θ 10
10
∑ 两边取对数得 ln L(xi ,θ ) = ln1−10 lnθ − xi / θ i =1
10
∑ 令 d ln L(xi ,θ )
6.设ξ1,ξ2,……,ξn是取自总体ξ的一个样本,ξ~B(1, p),其中p为未知,0 < p < 1, 求总体参数p的矩估计与最大似然估计。
n
∏ 解:由Eξ = p ≈ ξ , 得pˆ矩估计 = ξ ,似然函数为L(ξi , p) = pξi (1− p)(n−ξi ). i =1
令 d ln L(ξi , p) = 0, dp
tα /2 (4) = 2.78, S = 11.937, n = 5代入(*),求得µ的置信区间为(1244.185,1273.815).
20.假定到某地旅游的一个游客的消费额ξ~N (µ,σ 2 ),且σ = 500元,今要对 该地每一个游客的平均消费额µ进行估计,为了能以不小于95%的置信概率 确信这估计的绝对误差小于50元,问至少需要随机调查多少个游客?
1 4
ξ
1
+
3 4
ξ
2
)
=
1 16
Dξ1
+
9 16
Dξ 2
=
7. 16
(3)Dµˆ 3
=
D(
1 2
ξ1
+
1 2
ξ
2
)
=
1 4
Dξ1
+
1 4
Dξ 2
=
1 2
最小,也即最好。
3
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18.用某仪器间接测量温度,重复测量5次,得(单位:℃): 1250, 1265, 1245, 1260, 1275
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1.设总体ξ 有分布律
第七章 参数估计部分习题答案
ξ
−1
0
2
p

θ
1-3θ
其中 0 < θ < 1 为待估参数,求θ 的矩估计。 3
解:总体一阶矩为Eξ = (−1) × 2θ + 0×θ + 2× (1− 3θ ) = −8θ + 2.
用样本一阶矩代替总体一阶矩得ξ = -8θˆ + 2,则θˆ = 1 (2 − ξ ). 8
95%,
因而只需 50 σ/ n

uα /2 ,
即 50 ≥ 1.96 500/ n
求得n ≥ 384.16,即随机调查人数不少于385人。
4
(1)µˆ1
=
2 3
ξ1
+
1 3
ξ
2;(2)µˆ2
=
1 4
ξ1
+
3 4
ξ2;(3)µˆ3
=
1 2
ξ1
+
1 2
ξ2
都是µ的无偏估计,并求出每个估计量的方差,问哪一个最好?
解:由ξ1 ,ξ 2独立,则(1)Dµˆ1
=
D(
2 3
ξ1
+
1 3
ξ
2
)
=
4 9
Dξ1
+
1 9
Dξ 2
=
5. 9
(2)Dµˆ 2
=
D(
ξ = 1(1458 +1395 +1562 +1614 +1351+1490 +1478 +1382 +1536 +1496) 10
解得µˆ = 1476.2;
S2 = 1 [(1458 −1476.2)2 + (1395 −1476.2)2 +……+(1496 −1476.2)2 ], 10
解得σˆ 2 = 6198.56.
2
2
5.有一批灯泡寿命(小时)的抽取样本:
1458, 1395, 1562, 1614, 1351
1490, 1478, 1382, 1536, 1496
试用矩估计法对这批灯泡的平均使用寿命µ及寿命方差σ 2作出矩估计。
1
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解:灯泡的寿命服从正态分布,其总体的数学期望µ,方差为σ 2 由正态分布的矩估计知,µˆ =ξ ,σˆ 2 =S2
解:ξ 服从泊松分布
Eξ的无偏估计ξ = 1 (0× 92 +1× 68 + 2× 28 + 3×11+ 4×1) = 161 = 0.805.
200
200
Dξ的无偏估计S 2 = 1 [(0 − 0.8)2 × 92 + (1− 0.8)2 × 68 + (2 − 0.8)2 × 28 + (3 − 0.8)2 ×11 199
=

2
=

+
(Eξ ) 2
=
p(1 −
p)
+
p2
=
p,即ξ12是p的无偏估计。
(2)Eξ12 ≠ p 2,所以ξ12不是p 2的无偏估计。
(3)因为ξ1 ,ξ 2独立,所以Eξ1ξ 2 = Eξ1Eξ 2 = EξEξ = p 2 ,即ξ1ξ 2是pµ,1),ξ1,ξ2是从总体ξ中抽取的一个样本,验证下面三 个估计量:
2.设总体ξ有分布密度
f
(x)
=
⎪⎧ 2 ⎨θ 2


x),0
<
x

⎪⎩
0, 其他
其中θ > 0为待估参数,求θ的矩估计。
∫ ∫ 解:Eξ
=
∞ −∞
xf
( x)dx
θ
=
0
x
2 θ2


x)dx
=
θ 3
.令ξ
= θˆ ,则θˆ = 3ξ . 3
4.设总体ξ在[a − b,3a + b]上服从均匀分布,其中a > 0,b > 0为待估参数, 求a, b的矩估计。
< tα /2 ) = 1− α ,
即P(ξ − tα /2
S n
<
µ

+ tα /2
S ) =1−α, n
即µ的置信概率为1−α的置信区间为(ξ − tα /2
S n
<
µ

+ tα /2
S ) (*), n
将ξ = 1(1250 +1265 +1245 +1260 +1275)= 1259,1-α = 0.95,α = 0.05,查表得 5

= 0,即:- 10 + θ
xi
i =1
θ2
=0
∑ θˆ
=1 10
10 i =1
xi
解得θˆ = x = 114(7 小时).
2
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