第二讲 估计方法
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统计学中的参数估计方法统计学中的参数估计方法是研究样本统计量与总体参数之间关系的重要工具。
通过参数估计方法,可以根据样本数据推断总体参数的取值范围,并对统计推断的可靠性进行评估。
本文将介绍几种常用的参数估计方法及其应用。
一、点估计方法点估计方法是指通过样本数据来估计总体参数的具体取值。
最常用的点估计方法是最大似然估计和矩估计。
1. 最大似然估计(Maximum Likelihood Estimation)最大似然估计是指在给定样本的条件下,寻找最大化样本观察值发生的可能性的参数值。
它假设样本是独立同分布的,并假设总体参数的取值满足某种分布。
最大似然估计可以通过求解似然函数的最大值来得到参数的估计值。
2. 矩估计(Method of Moments)矩估计是指利用样本矩与总体矩的对应关系来估计总体参数。
矩估计方法假设总体参数可以通过样本矩的函数来表示,并通过求解总体矩与样本矩的关系式来得到参数的估计值。
二、区间估计方法区间估计是指根据样本数据来估计总体参数的取值范围。
常见的区间估计方法有置信区间估计和预测区间估计。
1. 置信区间估计(Confidence Interval Estimation)置信区间估计是指通过样本数据估计总体参数,并给出一个区间,该区间包含总体参数的真值的概率为预先设定的置信水平。
置信区间估计通常使用标准正态分布、t分布、卡方分布等作为抽样分布进行计算。
2. 预测区间估计(Prediction Interval Estimation)预测区间估计是指根据样本数据估计出的总体参数,并给出一个区间,该区间包含未来单个观测值的概率为预先设定的置信水平。
预测区间估计在预测和判断未来观测值时具有重要的应用价值。
三、贝叶斯估计方法贝叶斯估计方法是一种基于贝叶斯定理的统计推断方法。
贝叶斯估计将先验知识与样本数据相结合,通过计算后验概率分布来估计总体参数的取值。
贝叶斯估计方法的关键是设定先验分布和寻找后验分布。
第二讲 普通最小二乘估计量 一、基本概念:估计量与估计值对总体参数的一种估计法则就是估计量。
例如,为了估计总体均值为u ,我们可以抽取一个容量为N 的样本,令Y i 为第i 次观测值,则u 的一个很自然的估计量就是ˆiY uY N==∑。
A 、B 两同学都利用了这种估计方法,但手中所掌握的样本分别是12(,,...,)A A AN y y y 与12(,,...,)B B B N y y y 。
A 、B 两同学分别计算出估计值ˆAiA y uN=∑与ˆBiB y uN=∑。
因此,在上例中,估计量ˆu是随机的,而ˆˆ,A B u u 是该随机变量可能的取值。
估计量所服从的分布称为抽样分布。
如果真实模型是:01y x ββε=++,其中01,ββ是待估计的参数,而相应的OLS 估计量就是:1012()ˆˆˆ;()iiix x yy x x x βββ-==--∑∑ 我们现在的任务就是,基于一些重要的假定,来考察上述OLS 估计量所具有的一些性质。
二、高斯-马尔科夫假定●假定一:真实模型是:01y x ββε=++。
有三种情况属于对该假定的违背:(1)遗漏了相关的解释变量或者增加了无关的解释变量;(2)y 与x 间的关系是非线性的;(3)01,ββ并不是常数。
●假定二:在重复抽样中,12(,,...,)N x x x 被预先固定下来,即12(,,...,)N x x x 是非随机的(进一步的阐释见附录),显然,如果解释变量含有随机的测量误差,那么该假定被违背。
还存其他的违背该假定的情况。
笔记:12(,,...,)N x x x 是随机的情况更一般化,此时,高斯-马尔科夫假定二被更改为:对任意,i j ,i x 与j ε不相关,此即所谓的解释变量具有严格外生性。
显然,当12(,,...,)N x x x 非随机时,i x 与j ε必定不相关,这是因为j ε是随机的。
●假定三:误差项期望值为0,即()0,1,2i E i N ε==。
《估计》数学教案一、教学目标1. 让学生理解估计的概念,学会使用估计方法来解决实际问题。
2. 培养学生观察、分析、推理的能力,提高解决问题的能力。
3. 培养学生合作学习、积极思考的良好学习习惯。
二、教学内容1. 估计的定义及方法2. 估计在实际问题中的应用3. 不同估计方法的比较和选择三、教学重点与难点1. 教学重点:估计的概念、估计方法的学习和应用。
2. 教学难点:如何选择合适的估计方法解决实际问题。
四、教学准备1. 教师准备相关案例和问题,用于引导学生进行估计实践。
2. 学生准备笔记本、文具等学习用品。
五、教学过程1. 导入:通过生活中的实例,引导学生了解估计的概念,激发学生的学习兴趣。
2. 新课导入:讲解估计的定义及常用方法,如四舍五入法、近似数法等。
3. 案例分析:分析实际问题,让学生运用估计方法解决问题,如估算长度、面积、重量等。
4. 小组讨论:学生分组讨论,分享各自的估计方法和心得,互相学习,提高估计能力。
5. 练习巩固:布置练习题,让学生独立完成,检验学习效果。
6. 总结与反思:教师引导学生总结估计方法的应用,鼓励学生分享自己的收获和感悟。
7. 课后作业:布置相关作业,让学生进一步巩固估计方法。
8. 教学评价:根据学生的课堂表现、练习完成情况等方面进行评价,了解学生的学习效果。
六、教学策略1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生通过解决实际问题来学习估计方法。
2. 运用多媒体教学手段,展示案例和问题,提高学生的学习兴趣。
3. 组织小组讨论,鼓励学生发表自己的观点,培养学生的合作精神。
4. 注重个体差异,针对不同学生的学习需求,给予个性化的指导和支持。
七、评价方法1. 课堂表现评价:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,了解学生的学习状态。
2. 练习完成情况评价:检查学生练习题的完成质量,评估学生的学习效果。
3. 小组讨论评价:评价学生在小组讨论中的表现,包括观点阐述、沟通交流等。
第二节 点估计的常用方法内容分布图示★ 矩估计法 ★ 求矩估计的方法★ 例1 ★ 例2 ★ 例3 ★ 例4★ 最大似然估计法★ 求最大似然估计的一般方法★ 例5 ★ 例6 ★ 例7 ★ 例8★ 关于有k 个未知参数的最大似然估计 ★ 内容小结 ★ 课堂练习★ 习题6-2内容要点:一、矩估计法矩估计法的基本思想是用样本矩估计总体矩. 因为由在数定理知, 当总体的k 阶矩存在时,样本的k 阶矩依概率收敛于总体的k 阶矩.例如, 可用样本均值X 作为总体均值)(X E 的估计量, 一般地, 记总体k 阶矩 );(k k X E =μ样本k 阶矩 ∑==ni kik X nA 11;总体k 阶中心矩 ;)]([k k X E X E V -= 样本k 阶中心矩 .)(11∑=-=ni kik X XnB用相应的样本矩去估计总体矩的方法就称为矩估计法. 用矩估计法确定的估计量称为矩估计量. 相应的估计值称为据估计值. 矩估计量与矩估计值统称为矩估计. 求矩估计的方法:设总体X 的分布函数),,;(1k x F θθ 中含有k 个未知参数k θθ,,1 , 则(1) 求总体X 的前k 阶矩k μμ,,1 ,一般都是这k 个未知参数的函数, 记为k i g k i i ,,2,1),,,(1 ==θθμ (*) (2) 从(*)中解得 k j h k j j ,,2,1),,,(1 ==μμθ(3) 再用),,2,1(k i i =μ的估计量i A 分别代替上式中的i μ,即可得),,2,1(k i j =θ的矩估计量:.,,2,1),,,(ˆ1k j A A h k j j ==θ注:求,,,1k V V 类似于上述步骤,最后用k B B ,,1⋅⋅⋅代替k V V ,,1 ,求出矩估计j θˆ),,2,1(k I ⋅⋅⋅=。
二、最大似然估计法引例 某同学与一位猎人一起去打猎,一只野兔从前方窜过, 只听一声枪响, 野兔应声倒下, 试猜测是谁打中的?由于只发一枪便打中,而猎人命中的概率一般大于这位同学命中的概率, 故一般会猜测这一枪是猎人射中的.最大似然估计法的思想: 在已经得到实验结果的情况下, 应该寻找使这个结果出现的可能性最大的那个θ作为θ的估计θˆ.注: 最大似然估计法首先由德国数学家高斯于1821年提出, 英国统计学家费歇于1922年重新发现并作了进一步的研究.下面分别就离散型总体和连续型总体情形作具体讨论. 离散型总体的情形: 设总体X 的概率分布为),,(}{θx p x X P ==其中θ为未知参数.如果n X X X ,,,21 是取自总体X 的样本,样本的观察值为n x x x ,,,21 ,则样本的联合分布律,),(},,,{111∏====ni i n n x p x X x X P θ对确定的样本观察值n x x x ,,,21 ,它是未知参数θ的函数,记为∏===ni i n x f x x x L L 121),(),,,,()(θθθ ,并称其为似然函数.连续型总体的情形: 设总体X 的概率密度为),(θx f ,其中θ为未知参数,此时定义似然函数∏===ni i n x f x x x L L 121),(),,,,()(θθθ .似然函数)(θL 的值的大小意味着该样本值出现的可能性的大小, 在已得到样本值nx x x ,,,21 的情况下, 则应该选择使)(θL 达到最大值的那个θ作为θ的估计θˆ. 这种求点估计的方法称为最大似然估计法.定义 若对任意给定的样本值n x x x ,,,21 , 存在),,,(ˆˆ21n x x x θθ=,使 ),(max )ˆ(θθθL L =则称),,,(ˆˆ21n x x x θθ=为θ的最大似然估计值.称相应的统计量),,,(ˆ21n X X X θ为θ最大似然估计量. 它们统称为θ的最大似然估计(MLE ).三、求最大似然估计的一般方法求未知参数θ的最大似然估计问题, 归结为求似然函数)(θL 的最大值点的问题. 当似然函数关于未知参数可微时, 可利用微分学中求最大值的方法求之. 其主要步骤:(1) 写出似然函数),,,,()(21θθn x x x L L =;(2) 令0)(=θθd dL 或)(ln =θθd L d , 求出驻点;注: 因函数L ln 是L 的单调增加函数,且函数)(ln θL 与函数)(θL 有相同的极值点,故常转化为求函数)(ln θL 的最大值点较方便.(3) 判断并求出最大值点, 在最大值点的表达式中, 用样本值代入就得参数的最大似然估计值.注:(i) 当似然函数关于未知参数不可微时,只能按最大似然估计法的基本思想求出最大值点。
估计的技巧估计的技巧在日常生活中非常重要,无论是在工作中还是在个人生活中,我们都需要运用估计技巧来进行判断和决策。
下面我将就几个常用的估计技巧进行详细介绍。
1. 分析数据在进行估计之前,首先要收集和分析相关的数据。
通过分析数据,可以获取到一些有用的信息和趋势,从而进行更准确的估计。
例如,如果要估计一家公司的销售额,可以先收集历史销售数据,并进行趋势分析,以便预测未来的销售情况。
2. 分解问题将大问题分解为多个小问题,可以更容易地进行估计。
通过对每个小问题进行估计,并将它们综合起来,可以得出对大问题的估计结果。
例如,如果要估计修建一座大桥的时间和成本,可以先估计每个阶段的时间和成本,然后将它们相加得出总的估计结果。
3. 利用类比在进行估计时,利用类似的情境或先例进行类比,可以帮助我们更好地估计未知的事物或情况。
通过找到类似的案例,并从中获取有用的信息和经验,可以提高估计的准确性。
例如,如果要估计一座新建筑的造价,可以参考类似规模和特点的建筑项目的造价,并进行相应的调整。
4. 查阅资料和咨询专家在进行估计时,查阅相关的资料和咨询专家是非常有帮助的。
通过获取专业的知识和意见,可以更好地理解问题和情况,并进行更准确的估计。
例如,如果要估计某种新技术的市场前景,可以查阅相关的市场调研报告和咨询相关的专家,以获得有关该技术未来发展的信息。
5. 不断反馈和修正估计是一个动态的过程,在进行估计之后,需要不断地进行反馈和修正。
通过与实际情况的对比和反馈,可以发现估计中的偏差和不足,并进行相应的修正。
例如,在估计一个项目的时间和成本时,如果发现实际情况与估计相差较大,就需要进行调整和修正。
总结起来,估计的技巧包括分析数据、分解问题、利用类比、查阅资料和咨询专家,以及不断反馈和修正。
通过运用这些技巧,我们可以进行更准确的估计,从而更好地做出判断和决策。
估计是小学数学中一个较为重要的知识点,它不仅是具有普遍性、训练能力和应用性的数学概念,而且在生活中的运用也十分广泛。
在教学中,如何让小学三年级的学生快速、准确地掌握估计是一个非常重要的问题。
本文将从专业角度探讨如何让小学三年级的学生掌握估计的方法与技巧。
一、简介1.估计的概念估计是指在没有明确的数字数据时,通过比较、观察、经验等手段,推测或猜想答案。
比如,我们去参加一个拔河比赛,不知道对手有多强,只能通过比较感觉和身体素质,大致猜测出对手的实力。
2.估计的意义估计是人们在现实生活中判断和决策的基础,具有广泛的应用价值。
比如,商场促销活动中,我们可以通过估算节省的金额判断是否购买,环保活动中,我们可以通过估算节省的资源判断是否节约,这些实际都是估计的应用。
二、估计的方法1.相似估计法相似估计法是指利用已知事物与未知事物之间的相似性或“像”来进行估计,属于一种经验估计法。
例如,在数学课上,老师会拿一个球来介绍体积这个概念,比较它和一个篮球的大小,以此猜测篮球的体积大致为多少。
2.累积估计法累积估计法是指将相似事物分解成更小的部分进行估计,逐部分相加得到最终结果,也称为“破碎估计法”。
例如,在估算园地的面积大小时,我们可以先把园地分成若干个小区域,计算出每个小区域的面积,累加得到整个园地的面积。
3.比例估计法比例估计法是指根据已知事物的比例与未知事物的比例关系,来进行估计。
例如,假设小明已经听了一小时的音乐课,小红听了1/2小时的课,我们可以通过比例计算出小红大约听了多少分钟。
三、掌握估计的技巧1.有适当的数学基础要掌握估计,需要掌握一定的数学基础,理解概念、掌握技巧。
比如,掌握分数和小数的概念,才能够进行比例估计,掌握面积和体积的计算公式,才能够进行相似估计。
2.培养对数字的敏感性估算需要对数字进行比较,需要培养对数字的敏感度,能够快速、准确地把握大小、数量等关系。
比如,在估算购物金额时,我们需要快速地算出每个物品的价格,并根据经验和感觉进行比较和估计。