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西安交大数理统计作业(完整版)

第一章1.1 X~N(μ,2σ)则X~N(μ,2nσ),所以X-μ~N(0,2nσ)P{X-μ<1}= P{ =0.95N(0,1),而(0.975) 1.96Φ=所以n最小要取[21.96x2σ]+11.2 (1)至800小时,没有一个元件失效这个事件等价于P{123456X X X X X X>800}的概率由已知X服从指数分布,可求得P{123456X X X X X X>800}=7.2e-(2)至3000小时,所有六个元件都失效的概率等价与P{123456X X X X X X<3000}的概率可求得P{123456X X X X X X<3000}= 4.56(1)e--1.5 21()niiX a=-∑=21[()()]niiX X X a=-+-∑=22111()2()()()n n ni ii i iX X X a X X X a===-+--+-∑∑∑因为1()niiX X=-∑=0所以21()niiX a=-∑=2211()()n nii iX X X a==-+-∑∑=221()ninS X a=+-∑所以当a=X时,21()niiX a=-∑有最小值且等于2nS1.6 (1)由11niiX Xn==∑有等式的左边=22112nnii i i XX n μμ==-+∑∑等式的右边=22221122nnii i i XX X nX nX nX n μμ==-++-+∑∑=222221122nnii i i XnX nX nX X n μμ==-++-+∑∑=22112nnii i i XX n μμ==-+∑∑左边等于右边,结论得证。

(2)等式的左边=22112nn ii i i XX X nX ==-+∑∑=221ni i X nX =-∑等式的右边=221nii XnX =-∑左边等于右边,结论得证。

1.7 (1)由11n n i i X X n ==∑ 及 2211()n n i n i S X X n ==-∑有左边=1111111111()1111n nnn n i i n i i i i X X X X X X n n n n ++++=====+=+++++∑∑∑ 111()111n n n n n nX X X X X n n n ++=+=+-+++=右边 左边等于右边,结论得证。

(2)由 左边=1221111()1n n i n i SX X n +++==-+∑ 121111[()]11n i n n n i X X X X n n ++==---++∑121111[()()]11n i n n n i X X X X n n ++==---++∑ 1221121121[()()()()]11(1)n i n i n n n n n i X X X X X X X X n n n +++==----+-+++∑2221121111()()()]11(1)n i n n n n n i X X X X X X n n n ++==-+---+++∑ 2212()1(1)n n n nS nX X n n +=+-++ 2211[()]11n n n n S X X n n +=+-++=右边 左边等于右边,结论得证。

1.9 因为 i i y ax b =+所以 111111()n n ni i i i i i y y ax b ax b ax b n n n =====+=+=+∑∑∑222111111()()()n n n yi i i i i i S y y ax b ax b ax ax n n n ====-=+--=-∑∑∑22x a S =再令179.98y =,……,1479.96y =再令 a=1,b=80由80ii i y ax b x =+=+得:i x 为:-0.02,0.04,0.02,0.04,0.03,0.03,0.04,-0.03,0.05,0.03,0.02,0.00,0.02,-0.0414110.016414i i x x ===∑14142221111()(0.0164)0.00071414xi ii i S x x x ===-=-=∑∑0.01648080.0164y ax b =+=+=2220.0007y x S a S ==1.10 由 11ni i X X n ==∑2211()ni i S X X n ==-∑故1111()()()()n ni i i i E X E X E X E X n n =====∑∑211111()()()()n n i i i i D X D X D X D X n n n =====∑∑()222211111[()][(2)()n n i i i i i n E S E X X E X X X X D X n n n==-=-=-+=∑∑(1) 二项分布()E X mp = ()(1)D X m p p=- ()()E X E X mp ==1(1)()()mp p D X D X n n -== 211()()(1)n n E S D X mp p n n--==- (2) 泊松分布()E X λ= ()D X λ=()()E X E X λ==1()()D X D X n n λ== 211()()n n E S D X n nλ--== (3) 均匀分布()2a b E X += 2()()12b a D X -=()()2a bE X E X +==2()1()()12b a D X D X n n -==22()11()()12b a n n E S D X n n ---== (4) 指数分布1()E X λ=21()D X λ=1()()E X E X λ==211()()D X D X n n λ== 2211()()n n E S D X n n λ--== (5) 正态分布()E X μ= 2()D X σ=()()E X E X μ==21()()D X D X n nσ==2211()()n n E S D X n nσ--==1.11 统计量有:(1),(3),(4),(5),(6),(7) 顺序统计量有:(5)1.12顺序统计量为:-4,-2.1,-2.1,-0.1,-0.1,0,0,1.2,1.2,2.01,2.22,3.2,3.21 所以 1317()20e m XX +===131 3.21(4)7.21r X X =-=--=添加2.7后:顺序统计量为:-4,-2.1,-2.1,-0.1,-0.1,0,0,1.2,1.2,2.01,2.22,2.7,3.2,3.21 所以 781()0.62e m X X =+=1.16因为X 服从正态分布故 (0,1)X Z N μσ-=故由定理1.2.1知: 222221111()()()nnni ii i i i X Y ZX n μμχσσ===-===-∑∑∑ 1.20已知~()X t n ,即有Y~N(0,1), 2~()Z n χ使得X =则22/Y X Z n= 而 22~(1)Y χ所以2~(1,)X F n 结论得证。

1.22已知 X~N(2.5,36) ,222~(1)nS n χσ-,~(0,1)N(1) 2222555{3044}{}69nS P S P σ≤≤=≤≤=15522925622(/2)n x nxedx n --Γ⎰=552925262(4/2)x x edx -Γ⎰=0.19294 (2) 2{3044 1.3 3.5}P S X ≤≤≤≤ =2{3044}P S ≤≤{1.3 3.5}P X ≤≤=222555{}69nS P σ≤≤{P -≤=0.19294*0.638=0.123 1.23(1)将21()nii X =∑和21()n mii nX +=+∑各看成一个整体,可得 a=21n σ,b=21m σ原式服从2(2)χ(2)原式服从t(m) (3)d=m n原式服从(,)F n m1.25令11X Z μσ-=,22Y Q μσ-=因为 211(,)X N μσ ,222(,)Y N μσ所以 (0,1)Z N ,(0,1)Q N所以12211()n ii Zn χ=∑ ,22221()n i i Q n χ=∑由定理1.2.3知:1221112212(,)n i i n ii Z n F n n Qn ==∑∑ 即:1222221112221121()(,)()n ii n i i n XF n n n Y σμσμ==--∑∑第二章2.2 (1)~()X Exp λ,则X 的概率密度为,0(;)0,0x e x f x x λλλ-⎧>=⎨≤⎩故λ的似然函数为11()(),(0,1,2,,)niii nx x ni i L eex i n λλλλλ=--=∑==>=∏对数似然函数为1ln ()ln ni i L n x λλλ==-∑令1ln ()0n i i L x n λλλ=∂=-=∂∑解得11nii nxxλ∧===∑ 所以λ的极大似然估计量1Xλ∧=(2)~(,)X U a b ,X 的概率密度为1,(;,)0,a x b f x a b b a ⎧≤≤⎪=-⎨⎪⎩其他由于12,,,n a x x x b ≤≤ ,等价于(1)(),n a x x b ≤≤。

作为a ,b 的函数的似然函数为(1)()1,,()(,)0,n na x xb b a L a b ⎧≤≤⎪-=⎨⎪⎩其他对于满足条件(1)(),n a x x b ≤≤ 的任意a ,b 有()(1)11(,)()()n nn L a b b a x x =≤-- 即(,)L a b 在(1)(),n a x b x ==时取到最大值()(1)()nn x x -- 故a ,b 的极大似然估计值为(1)()ˆˆ,n a x b x == 所以a ,b 的极大似然估计量为(1)()ˆˆ,n a X b X == (3)θ的似然函数为1111()()()nnnii i i L xx θθθθθ--====∏∏,其中12(0,,,1)n x x x <<对数似然函数为1ln ()ln (1)(ln )nii L n x θθθ==+-∑令1ln ()ln 0ni i L n x θθθ=∂=+=∂∑解得1ˆln nii nxθ==-∑故θ的极大似然估计量是1ˆln nii nXθ==-∑(4)β的似然函数是11111()()(1)![(1)!]nii i k nknnx x k k i i ni i L x e x e k k βββββ=----==∑⎛⎫== ⎪--⎝⎭∏∏,其中,12(,,,0)n x x x >对数似然函数11ln ()ln ln[(1)!](1)ln n niii i L nk n n k x xβββ===--+--∑∑令1ln ()0ni i L nk x βββ=∂=-=∂∑得1ˆnii nkkxxβ===∑ 故β的极大似然估计量是ˆkXβ= (5)a ,λ的似然函数为),,,(,),(21)(1)(11a x x x eee a L n nax n a x n n i a x ni i ni i i >∑=∑====+---=--∏ λλλλλλλλ易知,)1()()min(x x a i =≤,当)(!x a =时,),(a L λ取最大值,所以)1(111ˆx x a x naxnni i-=-=-=∑=λλ的极大似然估计量为)1(1ˆX x -=λa 的极大似然估计量为)1(ˆX a= (6)X 的分布律为m x p p C x X P x m xx m ,1,0,)1(}{=-==-故似然函数为∑-⋅∑⋅=-===-⋅=-=∏∏ni ini ii iiix m n x ni x mx m x ni x mp pC p p C p L 11)1()(])1([)(11对数似然函数)1ln()(ln )(ln )(ln 111p x m n p x C p L ni i n i i x mni i -∑-⋅+∑+====∑令01)(ln 11=-∑-⋅-∑===px m n p x p L dp d ni in i i 解得p 的极大似然估计值mxnmx pni i =∑==1ˆ 所以p 的极大似然估计量mXp=ˆ 2.3因X 的概率因数为1{}(1)k P x k p p -==- (1,2,)k =⋅⋅⋅⋅⋅⋅P 的似然函数为 111()(1)(1)(1)nii i nx x n ni L P p p p p p =--=∑⎡⎤=-=--⎣⎦∏ 对数似然函数1()()(1)nii LnL p nLn p nLn p x==--+∑令()0Ln p p∂=∂ 1111011ni i n n x p p p =∴+-=--∑有1ˆpx = 所以p 的极大似然估计为1ˆpx=2.6 (1) 2.14 2.090.05R =-=故5ˆ0.4299*0.050.214950.0215Rd σ===≈ (2) 分为三组2.14 2.10 2.152.13 2.12 2.102.132.10 2.152.12 2.14 2.132.11 2.14 2.102.11 2.15 2.101230.050.050.05R R R ===61(0.050.050.05)0.053ˆ0.3946*0.050.0197R R d σ=++====2.72E(X)=+1-/2=0.5D(X)=1/12(b-a)1/12()(1/)1/**0.50()0.5()()2()2/**0.5i E X E n X n n X E X X YE Y E X E X n n X θθθθθθθθθθθθ===≠=====∑(1)所以,是的一个有偏估计量偏差是-=-(2)取22所以,2是的一个无偏估计2.8 由11212121212ˆ()()333333E E X X EX EX μμμμ=+=+=+=21232ˆ()55E EX EX μμ=+=31211ˆ()22E EX EX μμ=+= 所以,1ˆμ,2ˆμ,3ˆμ都是μ的无偏估计量。

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