概率论与数理统计第七章课后答案完整版
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《概率论与数理统计》习题及答案第 七 章1.对某一距离进行5次测量,结果如下:2781,2836,2807,2765,2858(米). 已知测量结果服从2(,)N μσ,求参数μ和2σ的矩估计.解 μ的矩估计为ˆX μ=,2σ的矩估计为22*211ˆ()ni i X X S n σ==-=∑ 1(27812836280727652858)2809.05X =++++=,*215854.01170.845S =⨯=所以2ˆ2809,1170.8μσ== 2.设12,,,n X X X 是来自对数级数分布1(),(01,1,2,)(1)kp P X k p k lu p k==-<<=-的一个样本,求p 的矩估计.解 111111ln(1)ln(1)ln(1)1k kk k p p p p p p p μ∞∞==-==-=-⋅----∑∑ (1) 因为p 很难解出来,所以再求总体的二阶原点矩121111ln(1)ln(1)ln(1)kk k x pk k k p p kp kp x p p p μ∞∞∞-===='-⎛⎫==-=- ⎪---⎝⎭∑∑∑ 21ln(1)1ln(1)(1)x pp x p p x p p ='⎡⎤=-=-⋅⎢⎥----⎣⎦ (2) (1)÷(2)得 121p μμ=- 所以 212p μμμ-= 所以得p 的矩估计21221111n i i n i i X X X n p X n α==-==-∑∑3.设总体X 服从参数为N 和p 的二项分布,12,,,n X X X 为取自X 的样本,试求参数N 和p 的矩估计 解 122,(1)()Np Np p Np μμ⎧=⎪⎨=-+⎪⎩ 解之得1/N p μ=, 21(1)p Np μμ-+=, 即1N pμ=,22111p μμμ-=-,所以 N 和p 的矩估计为ˆX N p=,*21S p X =-. 4.设总体X 具有密度11(1)1,,(;)0,.Cx x C f x θθθθ-+⎧>⎪=⎨⎪⎩其他其中参数01,C θ<<为已知常数,且0C >,从中抽得一个样本,12,,,n X X X ,求θ的矩估计解11111111111CCEX C x dx C xθθθθμθθθ+∞--+∞===-⎰111()11C C C C θθθθ-=-⋅=--, 解出θ得11,Cθμ=-92 于是θ的矩估计为 1C Xθ=-. 5.设总体的密度为(1),01,(;)0,.x x f x ααα⎧+<<⎪=⎨⎪⎩其他试用样本12,,,n X X X 求参数α的矩估计和极大似然估计.解 先求矩估计:111210011(1),22EX x dx x ααααμααα++++==+==++⎰解出α得 1112,1μαμ-=- 所以α的矩估计为 121XX α-=-. 再求极大似然估计: 1121(,,;)(1)(1)()nn n i n i L X X x x x x ααααα==+=+∏,1ln ln(1)ln nii L n xαα==++∑,1ln ln 01nii d L nx d αα==++∑,解得α的极大似然估计: 1(1)ln nii nxα==-+∑.6.已知总体X 在12[,]θθ上服从均匀分布,1n X X 是取自X 的样本,求12,θθ的矩估计和极大似然估计.解 先求矩估计: 1212EX θθμ+==,22222211211222()()1243EX θθθθθθθθμ-+++==+=解方程组121221122223θθμθθθθμ⎧+=⎪⎪⎨++⎪=⎪⎩得11θμ=±2123(θμμμ=-注意到12θθ<,得12,θθ的矩估计为*1X θ=-,*2X θ=.再求极大似然估计 1121212111(,,;,)()nn ni L X X θθθθθθ===--∏,1122,,,n x x x θθ≤≤,由极大似然估计的定义知,12,θθ的极大似然估计为11(1)min(,,)n X X X θ==;21()max(,,)n n X X X θ==.7.设总体的密度函数如下,试利用样本12,,,n x x x ,求参数θ的极大似然估计.(1)1(),0,(;)0,.x x e x f x αθαθαθα--⎧>⎪=⎨⎪⎩其它;已知(2)||1(;),,2x f x e x θθθ--=-∞<<+∞-∞<<+∞. 解 (1)111111(,,;)()()ni i i nx x n nn i n i L X X x ex x eααθθααθθαθα=----=∑==∏111ln (;)ln ln (1)ln nnn i i i i L X X n n x x αθθααθ===++--∑∑1ln 0ni i d L nx d αθθ==-∑解似然方程1ni i nx αθ==∑,得θ的极大似然估计94 1.ni i nx αθ==∑(2)1||||1111(;)22ni i i n x x n n i L X X e eθθθ=----=∑==∏由极大似然估计的定义得θ的极大似然估计为样本中位数,即1()2()(1)22,1(),.2n n n X n X X n θ++⎧⎪⎪=⎨⎪+⎪⎩为奇数,为偶数8.设总体X 服从指数分布(),,(;)0,.x ex f x θθθ--⎧≥⎪=⎨⎪⎩其他试利用样本12,,,n X X X 求参数θ的极大似然估计.解 1()11(,,;),,1,2,,.ni i i nx n x n i i L X X eex i n θθθθ=-+--=∑==≥=∏1ln nii L n Xθ==-∑ln 0d Ln d θ=≠ 由极大似然估计的定义,θ的极大似然估计为(1)x θ= 9.设12,,,n X X X 来自几何分布1()(1),1,2,,01k P X k p p k p -==-=<<,试求未知参数p 的极大似然估计. 解 1111(,,;)(1)(1)ni i i nx nx n n i L x x p p p p p =--=∑=-=-∏,1ln ln ()ln(1),nii L n p Xn p ==+--∑1ln 0,1ni i X nd L n dp p p=-=--∑解似然方程11nii n X n p p=-+=-∑, 得p 的极大似然估计1p X=。
第7章部分习题答案2. 设总体X 的分布列为(;), 0,1,2,,!kp X k e k k θθθ-===其中0θ>未知,求未知参数θ的矩估计量. 解1100()(;)!(1)!!!ˆ.kn nk k kt nnk t tnt E X k p X k k e k ee k t ee e t X θθθθθθθθθθθθθθθ-==+--==--==⋅==⋅==-====∑∑∑∑∑6. 设总体X 服从几何分布,分布列为1{}(1), (1,2,),x p X x p p x -==-=其中p 为未知参数,且0 1.p ≤≤设12,,,n X X X 为X 的一个样本.求p 的最大似然估计.解111111(){}(1)(1)ln ()()ln(1)ln ()ln ()011ˆ.i ni i nnx i i i x nnni i ni i L p p X x p pp p L p x n p n p x n L p n p pppX=-==-=====-∑=-=--+-∂=-+=∂-=∏∏∑∑12. 设总体X 的均值()E X μ=已知,方差2()D X σ=未知,且12(,,,)n X X X 为来自总体X 的一个样本.证明:22211ˆ()nii X nσμσ==-∑是的无偏估计量.证2212121ˆ([()1[(2])])nii ni i i E E X nE X X nσμμμ===--=+∑∑2121222122221[(2(]1[()(2(]1[2])))))))nii niii ni i i E X E X nD XE X E X nnμμμμσμμμσ===-=+-=+-==+++∑∑∑所以,22211ˆ()nii X nσμσ==-∑是的无偏估计量.24. 设12(,,,)n X X X 为来自总体X 的一个样本,总体X 的密度为1, ,(;) 0,0, ,xe xf x x θθθθθθ-⎧>⎪=>⎨⎪≤⎩证明:11ni i X X n ==∑是未知参数θ的无偏、一致、有效估计量.解21, ,(;) 0,0, ,(),(),xe xf x x E X D X nθθθθθθθθ-⎧>⎪=>⎨⎪≤⎩==所以11ni i X X n ==∑是参数θ的无偏估计量.222234ln (;)ln ,ln (;)1,ln (;)12xf x f x xf x x x θθθθθθθθθθθθ=--∂=-+∂∂⎛⎫=-+ ⎪∂⎝⎭所以11ni i X X n ==∑是参数θ的有效估计量。
.第七章假设检验7.1设总体J〜N(4Q2),其中参数4, /为未知,试指出下面统计假设中哪些是简洁假设,哪些是复合假设:(1) W o: // = 0, σ = 1 ;(2) W o√∕ = O, σ>l5(3) ∕70:// <3, σ = 1 ;(4) % :0< 〃 <3 ;(5)W o :// = 0.解:(1)是简洁假设,其余位复合假设7.2设配么,…,25取自正态总体息(19),其中参数〃未知,无是子样均值,如对检验问题“0 :〃 = 〃o, M :4工从)取检验的拒绝域:c = {(x1,x2,∙∙∙,x25)r∣x-χ∕0∖≥c},试打算常数c ,使检验的显著性水平为0. 05_ Q解:由于J〜N(〃,9),故J~N(",二)在打。
成立的条件下,一/3 5cP o(∖ξ-^∖≥c) = P(∖ξ-μJ^∖≥-)=2 1-Φ(y) =0.05Φ(-) = 0.975,-= 1.96,所以c=L176°3 37. 3 设子样。
,乙,…,25取自正态总体,cr:已知,对假设检验%邛=μ0, H2> /J。
,取临界域c = {(X[,w,…,4):片>9)},(1)求此检验犯第一类错误概率为α时,犯其次类错误的概率夕,并争论它们之间的关系;(2)设〃o=0∙05, σ~=0. 004, a =0.05, n=9,求"=0.65 时不犯其次类错误的概率。
解:(1)在儿成立的条件下,F~N(∕o,军),此时a = P^ξ≥c^ = P0< σo σo )所以,包二为册=4_,,由此式解出c°=窄4f+为% ∖∣n在H∣成立的条件下,W ~ N",啊 ,此时nS = %<c°) = AI。
气L =①(^^~品)二①匹%=①(2δξ^历σoA∣-σ+A)-A-------------- y∕n)。
习题七1.设总体X 服从二项分布b (n ,p ),n 已知,X 1,X 2,…,X n 为来自X 的样本,求参数p 的矩法估计.【解】1(),(),E X np E X A X ===因此np =X所以p 的矩估计量 ˆXpn= 2.设总体X 的密度函数f (x ,θ)=22(),0,0,.x x θθθ⎧-<<⎪⎨⎪⎩其他X 1,X 2,…,X n 为其样本,试求参数θ的矩法估计. 【解】23022022()()d ,233x x E X x x x θθθθθθθ⎛⎫=-=-= ⎪⎝⎭⎰令E (X )=A 1=X ,因此3θ=X 所以θ的矩估计量为 ^3.X θ=3.设总体X 的密度函数为f (x ,θ),X 1,X 2,…,X n 为其样本,求θ的极大似然估计.(1) f (x ,θ)=,0,0,0.e x x x θθ-⎧≥⎨<⎩(2) f (x ,θ)=1,01,0,.x x θθ-⎧<<⎨⎩其他【解】(1) 似然函数111(,)e e eniii n nx x nn ii i L f x θθθθθθ=---==∑===∏∏1ln ln ni i g L n x θθ===-∑由1d d ln 0d d ni i g L n x θθθ===-=∑知 1ˆnii nxθ==∑所以θ的极大似然估计量为1ˆXθ=.(2) 似然函数11,01nni i i L x x θθ-==<<∏,i =1,2,…,n.1ln ln (1)ln ni i L n x θθ==+-∏由1d ln ln 0d ni i L n x θθ==+=∏知11ˆln ln nniii i n nxx θ===-=-∑∏所以θ的极大似然估计量为 1ˆln nii nxθ==-∑求这批股民的收益率的平均收益率及标准差的矩估计值. 【解】0.094x =- 0.101893s = 9n =0.094.EXx ==- 由222221()()[()],()ni i x E X D X E X E X A n==+==∑知222ˆˆ[()]E X A σ+=,即有 ˆσ=于是 ˆ0.101890.0966σ=== 所以这批股民的平均收益率的矩估计值及标准差的矩估计值分别为-0.94和0.966. 5.随机变量X 服从[0,θ]上的均匀分布,今得X 的样本观测值:0.9,0.8,0.2,0.8,0.4,0.4,0.7,0.6,求θ的矩法估计和极大似然估计,它们是否为θ的无偏估计. 【解】(1) ()2E X θ=,令()E X X =,则ˆ2X θ=且ˆ()2()2()E E X E X θθ===, 所以θ的矩估计值为ˆ220.6 1.2x θ==⨯=且ˆ2X θ=是一个无偏估计.(2) 似然函数8811(,)i i L f x θθ=⎛⎫== ⎪⎝⎭∏,i =1,2, (8)显然L =L (θ)↓(θ>0),那么18max{}i i x θ≤≤=时,L =L (θ)最大, 所以θ的极大似然估计值ˆθ=0.9.因为E(ˆθ)=E (18max{}i i x ≤≤)≠θ,所以ˆθ=18max{}i i x ≤≤不是θ的无偏计.6.设X 1,X 2,…,X n 是取自总体X 的样本,E (X )=μ,D (X )=σ2,2ˆσ=k 1211()n i i i XX -+=-∑,问k 为何值时2ˆσ为σ2的无偏估计. 【解】令 1,i i i Y X X +=-i =1,2,…,n -1,则 21()()()0,()2,i i i i E Y E X E X D Y μμσ+=-=-==于是 1222211ˆ[()](1)2(1),n ii E E k Yk n EY n k σσ-===-=-∑那么当22ˆ()E σσ=,即222(1)n k σσ-=时, 有 1.2(1)k n =-7.设X 1,X 2是从正态总体N (μ,σ2)中抽取的样本112212312211311ˆˆˆ;;;334422X X X X X X μμμ=+=+=+ 试证123ˆˆˆ,,μμμ都是μ的无偏估计量,并求出每一估计量的方差. 【证明】(1)11212212121ˆ()()(),333333E E X X E X E X μμμμ⎛⎫=+=+=+= ⎪⎝⎭21213ˆ()()()44E E X E X μμ=+=, 31211ˆ()()(),22E E X E X μμ=+= 所以123ˆˆˆ,,μμμ均是μ的无偏估计量. (2) 22221122145ˆ()()(),3399D D X D X X σμσ⎛⎫⎛⎫=+== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭222212135ˆ()()(),448D D X D X σμ⎛⎫⎛⎫=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()223121ˆ()()(),22D D X D X σμ⎛⎫=+= ⎪⎝⎭8.某车间生产的螺钉,其直径X ~N (μ,σ2),由过去的经验知道σ2=0.06,今随机抽取6枚,测得其长度(单位mm )如下:14.7 15.0 14.8 14.9 15.1 15.2 试求μ的置信概率为0.95的置信区间. 【解】n =6,σ2=0.06,α=1-0.95=0.05,0.25214.95, 1.96,a x u u ===,μ的置信度为0.95的置信区间为/2(14.950.1 1.96)(14.754,15.146)x u α⎛±=±⨯= ⎝.9.总体X ~N (μ,σ2),σ2已知,问需抽取容量n 多大的样本,才能使μ的置信概率为1-α,且置信区间的长度不大于L ?【解】由σ2已知可知μ的置信度为1-α的置信区间为/2x u α⎛± ⎝,/2u α,/2u α≤L ,得n ≥22/224()u L ασ 10.设某种砖头的抗压强度X ~N (μ,σ2),今随机抽取20块砖头,测得数据如下(kg ·cm -2):64 69 49 92 55 97 41 84 88 99 84 66 100 98 72 74 87 84 48 81 (1) 求μ的置信概率为0.95的置信区间. (2) 求σ2的置信概率为0.95的置信区间. 【解】76.6,18.14,10.950.05,20,x s n α===-==/20.025222/20.0250.975(1)(19)2.093,(1)(19)32.852,(19)8.907t n t n ααχχχ-==-===(1) μ的置信度为0.95的置信区间/2(1)76.6 2.093(68.11,85.089)a x n ⎛⎫⎛⎫-== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(2)2σ的置信度为0.95的置信区间222222/21/2(1)(1)1919,18.14,18.14(190.33,702.01)(1)(1)32.8528.907n s n s n n ααχχ-⎛⎫--⎛⎫=⨯⨯= ⎪⎪--⎝⎭⎝⎭ 11.设总体X ~f (x )=(1),01;10,.x x θθθ⎧+<<>-⎨⎩其中其他 X 1,X 2,…,X n 是X 的一个样本,求θ的矩估计量及极大似然估计量.【解】(1)1101()()d (1)d ,2E X xf x x x x θθθθ+∞+-∞+==+=+⎰⎰ 又1(),2X E X θθ+==+ 故21ˆ1X Xθ-=- 所以θ的矩估计量 21ˆ.1X Xθ-=- (2) 似然函数11(1) 01(1,2,,)()()0n n ni i i i i x x i n L L f x θθθ==⎧+<<=⎪===⎨⎪⎩∏∏其他. 取对数11ln ln(1)ln (01;1),d ln ln 0,d 1nii i ni i L n x x i n L nx θθθθ===++<<≤≤=+=+∑∑所以θ的极大似然估计量为1ˆ1.ln nii nXθ==--∑12.设总体X ~f (x )= 36(),0;0,.xx x θθθ⎧-<<⎪⎨⎪⎩其他X 1,X 2,…,X n 为总体X 的一个样本 (1) 求θ的矩估计量ˆθ;(2) 求ˆ()D θ.【解】(1) 236()()d ()d ,2x E X xf x x x x θθθθ+∞-∞=-=⎰⎰令 ,2EX X θ==所以θ的矩估计量 ˆ2.X θ= (2)4ˆ()(2)4(),D D X D X DX nθ===, 又322236()63()d ,2010x x E X x θθθθθ-===⎰于是222223()()(),10420D XE X EX θθθ=-=-=,所以2ˆ().5D nθθ=13.设某种电子元件的使用寿命X 的概率密度函数为f (x ,θ)= 2()2,;0,.x x x θθθ--⎧>⎨≤⎩e其中θ(θ>0)为未知参数,又设x 1,x 2,…,x n 是总体X 的一组样本观察值,求θ的极大似然估计值.【解】似然函数12()12e 0;1,2,,;()0ln ln 22(),;1,2,,,ni i x n i n i i i x i n L L L n x x i n θθθθ=--=⎧∑⎪⋅≥===⎨⎪⎩=--≥=∑ 其他.由d ln 20ln (),d Ln L θθ=>↑知 那么当01ˆˆmin{}ln ()max ln ()ii nx L L θθθθ>≤≤==时 所以θ的极大似然估计量1ˆmin{}ii nx θ≤≤=其中θ(0<θ<12)是未知参数,利用总体的如下样本值3,1,3,0,3,1,2,3,求θ的矩估计值和极大似然估计值. 【解】813ˆ(1)()34,()4 28ii x E X E X x x x θθ=-=-====∑令得又 所以θ的矩估计值31ˆ.44x θ-== (2) 似然函数86241(,)4(1)(12).ii L P x θθθθ===--∏2ln ln 46ln 2ln(1)4ln(1),d ln 628628240,d 112(1)(12)L L θθθθθθθθθθθθ=++-+--+=--==---- 解2628240θθ-+=得1,272θ=. 由于71,122> 所以θ的极大似然估计值为7ˆ2θ-=. 15.设总体X 的分布函数为F (x ,β)=1,,0,.x xx ββααα⎧->⎪⎨⎪≤⎩其中未知参数β>1,α>0,设X 1,X 2,…,X n 为来自总体X 的样本(1) 当α=1时,求β的矩估计量;(2) 当α=1时,求β的极大似然估计量; (3) 当β=2时,求α的极大似然估计量. 【解】当α=1时,11,1;(,)(,1,)0,1.x x f x F x x x ββββ+⎧≥⎪==⎨⎪<⎩当β=2时, 2132,;(,)(,,2)0,.x x f x F x x x ααααα⎧≥⎪==⎨⎪<⎩(1) 111()d 11E X x x x βββββββ+∞-+∞===--⎰令()E X X =,于是ˆ,1XX β=- 所以β的矩估计量ˆ.1XX β=- (2) 似然函数(1)1111,1,(1,2,,);()(,)0,.ln ln (1)ln ,d ln ln 0,d n n ni i i i i ni i ni i x x i n L L f x L n x L n x ββββββββ-+====⎧⎛⎫>=⎪ ⎪===⎨⎝⎭⎪⎩=-+=-=∏∏∑∑ 其他所以β的极大似然估计量1ˆ.ln nii nxβ==∑(3) 似然函数23112,,(1,2,,);(,)0,.n ni nn i i i i x i n L f x x ααα==⎧≥=⎪⎪⎛⎫==⎨ ⎪⎝⎭⎪⎪⎩∏∏ 其他 显然(),L L α=↑那么当1ˆmin{}i i nx α≤≤=时,0ˆ()max ()a L L L αα>== , 所以α的极大似然估计量1ˆmin{}i i nx α≤≤=. 16.从正态总体X ~N (3.4,62)中抽取容量为n 的样本,如果其样本均值位于区间(1.4,5.4)内的概率不小于0.95,问n 至少应取多大?2/2()d zt z t ϕ-=⎰【解】26~3.4,X N n ⎛⎫⎪⎝⎭,则~(0,1),X Z N ={1.4 5.4}33210.95Z P X P PZ ΦΦΦ<<<<=⎧=-<<⎨⎩⎭⎛=-=-≥ ⎝于是0.975Φ≥ 1.96≥, ∴ n ≥35.17. 设总体X 的概率密度为f (x ,θ)=,01,1,12,0,.x x θθ<<⎧⎪-≤<⎨⎪⎩其他 其中θ是未知参数(0<θ<1),X 1,X 2,…,X n 为来自总体X 的简单随机样本,记N 为样本值x 1,x 2,…,x n 中小于1的个数.求: (1) θ的矩估计;(2) θ的最大似然估计. 解 (1) 由于121(;)d d (1)d EX xf x x x x x x θθθ+∞-∞==+⎰⎰⎰-133(1)222θθθ=+-=-. 令32X θ-=,解得32X θ=-, 所以参数θ的矩估计为32X θ=-. (2) 似然函数为1()(;)(1)nN n N i i L f x θθθθ-===-∏,取对数,得ln ()ln ()ln(1),L N n N θθθ=+--两边对θ求导,得d ln ().d 1L N n Nθθθθ-=-- 令 d ln ()0,d L θθ=得 Nnθ=,所以θ的最大似然估计为Nnθ=.。
第七章 参数估计注意: 这是第一稿(存在一些错误)1、解 由θθθμθ2),()(01===⎰d x xf X E ,204103)(2221θθθ=-==X D v ,可得θ的矩估计量为X 2^=θ,这时θθ==)(2)(^X E E ,nnX D D 5204)2()(22^θθθ=⋅==。
3、解 由)1(2)1(2)1(2)(21θθθθμ-=-+-==X E ,得θ的矩估计量为:3262121^=-=-=X θ。
建立关于θ的似然函数:482232)1(4)1())1(2()()(θθθθθθθ-=--=L令0148))1ln(4ln 8()(ln =--=∂-+∂=∂∂θθθθθθθL ,得到θ的极大似然估计值:32^=θ 4、解:矩估计:()1012122μθλθλθλ=⋅+⋅+⋅--=--,()()()()2222222121νθλθθλλθλθλ=--++-++--, 11A =,234B =, 故()()()()222ˆˆ221,3ˆˆˆˆˆˆˆˆˆˆ222121.4θλθλθθλλθλθλ⎧--=⎪⎨--++-++--=⎪⎩解得1ˆ,43ˆ.8λθ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩为所求矩估计。
极大似然估计:(){}()33214526837,0,2,11L P X X X X X X X X θλθλθλ==========--,()()(),ln ,3ln 2ln 3ln 1l L θλθλθλθλ==++--,()(),330,1,230.1l l θλθθθλθλλλθλ∂⎧=-=⎪⎪∂--⎨∂⎪=-=⎪∂--⎩解得3ˆ,81ˆ.4θλ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩即为所求。
5、解 由33)1(3)1(3)(222+-=-+-+=p p p p p p X E ,所以得到p 的矩估计量为^394(3)34322X X p -----==建立关于p 的似然函数:3210)1()2)1(3()()2)1(()(22n n n n p p p p p p p L ---= 令0)(ln =∂∂pp L ,求得到θ的极大似然估计值:n n n n p 22210^++=6、解:(1)()1112EX x x dx θθθθ+=+=+⎰, 由ˆ1ˆ2X θθ+=+得21ˆ1X X θ-=-为θ的矩估计量。
第七章 参数估计1.[一] 随机地取8只活塞环,测得它们的直径为(以mm 计) 74.001 74.005 74.003 74.001 74.000 73.998 74.006 74.002 求总体均值μ及方差σ2的矩估计,并求样本方差S 2。
解:μ,σ2的矩估计是 6122106)(1ˆ,002.74ˆ-=⨯=-===∑ni i x X n X σμ621086.6-⨯=S 。
2.[二]设X 1,X 1,…,X n 为准总体的一个样本。
求下列各总体的密度函数或分布律中的未知参数的矩估计量。
(1)⎩⎨⎧>=+-其它,0,)()1(cx x c θx f θθ其中c >0为已知,θ>1,θ为未知参数。
(2)⎪⎩⎪⎨⎧≤≤=-.,010,)(1其它x x θx f θ其中θ>0,θ为未知参数。
(5)()p p m x p px X P x m xmx,10,,,2,1,0,)1()(<<=-==- 为未知参数。
解:(1)X θcθθc θc θc θdx x c θdx x xf X E θθcθθ=--=-===+-∞+-∞+∞-⎰⎰1,11)()(1令,得cX Xθ-=(2),1)()(10+===⎰⎰∞+∞-θθdx xθdx x xf X E θ2)1(,1X X θX θθ-==+得令(5)E (X ) = mp令mp = X , 解得mXp=ˆ 3.[三]求上题中各未知参数的极大似然估计值和估计量。
解:(1)似然函数1211)()()(+-===∏θn θn nni ix x x c θx f θL0ln ln )(ln ,ln )1(ln )ln()(ln 11=-+=-++=∑∑==ni ini i xc n n θθd θL d x θc θn θn θL∑=-=ni icn xnθ1ln ln ˆ (解唯一故为极大似然估计量)(2)∑∏=--=-+-===ni i θn nni ix θθnθL x x x θx f θL 112121ln )1()ln(2)(ln ,)()()(∑∑====+⋅-=ni ini i x nθx θθn θd θL d 121)ln (ˆ,0ln 2112)(ln 。
第七章第150页()()()()()()()()()()()65ˆ 01210d dL ②2212121①L 265ˆ313141 .15465223122=⇒=-=-=-⋅========⇒=-+-+=∏=θθθθθθθθθθθθθθθθx P x P x P x x P x X E i i()()()()()∑∑∑∏∏⎰=∆==-==--=∴=+=-+=<<⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅=⋅=⋅X-X =⇒X =⋅⋅=ni ini i n i ii n i i nni in x xnx x n L x x x x x d x x X E 11111111101ln ˆ 0ln n d dlnL ln 1ln ln10 ,L 21ˆ1 .2θθθθθθθθθθθθθ()()()9.142802121072512210170ˆ 0 d dlnL !ln ln ln !!,L 0,1,2, !P 0,1,2k , !P .311111111≈=++++⨯++⨯+⨯+⨯==∴=+-=--+-=========∑∑∏∑∏∏=∆====∑-=---=nxxn x x x n L x x ex ex x x x ex X k e K X ni ini i n i i ni i n i ix n ni i xn i i xi kni iiiλλλλλλλλλλλλ第153页()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()更有效的无偏估计量都时总体均值与更有效的无偏估计量都时总体均值与222121212212132123211ˆD 259D 254251254ˆD 187D 3614D 4191361ˆD ˆˆE E 525152ˆE E E 213161ˆE ②ˆD 259D 254251254ˆD D 3614D 4191361ˆD ˆˆE E 52E 51E 52ˆE E E 21E 31E 61ˆE ① .1μμσμμμμμμμμμμμμμμμμ∴=⎪⎭⎫ ⎝⎛++===⎪⎭⎫⎝⎛++=∴==⎪⎭⎫⎝⎛++===⎪⎭⎫⎝⎛++=∴=⎪⎭⎫ ⎝⎛++==⎪⎭⎫⎝⎛++=∴=++==++=X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X()()()()()()[]()()()[]()()()()得证证明: 1111X X E 11X X 11X X D X E 2,1 ,X X D X E D X D ,X D .2222222212212222222222222σσσμσμσμσμσμσσ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎭⎫ ⎝⎛--=+=+==+=+====∑∑==n n n n n n n n nE n n E n S E nE ni E nn i i n i i i i i i略略.532C , 31C 4. .321==第164页()()()()()()⑵0.954.1514 6.1485101425.31500101425.3150025.39t 1t 1t ,1t 1~T 10n 14,S 1500 0.010.991⑴a .10.0052a 2a 2a ,,代入得:查表得:,置信区间,=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯-==-⎪⎭⎫ ⎝⎛-+X --X --X ====X =-=n n S n n S n n t n S μ ()()1.02784 1.01216 96.1U U ,1,0~U 1.02, 0.050.951a , 0.02 .20.025a 2a 2a ,代入得查表得:,置信区间为==⎪⎭⎫ ⎝⎛+X -X -X ==X =-==n u n u N n σσσμσ()()()()()()5.2078 1.7937 71.125t 1t 1t ,1t 1~T 62n ,02S 5.87 , 0.10.91a .30.052a 2a 2a ,代入得:查表得:,置信区间为,==-⎪⎭⎫ ⎝⎛-+X --X --X ====X =-=n n S n n S n n T n S μ()()()()()()()()()()()()21.07 , 43.7,44.3074 5.1885 2.18 81 , 54.178111,111~1X 9n ,11S , 0.050.951a .42975.0212025.0221222222222a 2a 2a 2a 的置信区间为则,代入得:查表得:置信区间为,σχχχχχχσχσ==-==-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛------====-=--n n n S n n S n n S n 第165页()()()0012.0 3. 2342 2 40394 1 .21098.5,104.02 .144-⨯⨯-- 第167页A5. D 4. B 3. C 2. C .1一、()()()()[]()()()()()()()[][]()()62n 61.5n 510U 2 52U L 62 .5 .4121122221n 21 .3 .22ˆ2X E 2 .1min 0.025221122222112112111212111212a=∴≥∴≤⨯⨯⇒≤=X -=⇒=-⋅=++-+=++-+=+-=⎪⎭⎫⎝⎛--X X =⇒X ==X ∑∑∑∑-=-=+++-=++-=+nnn C n C C X E X D X E X E X E X D C X X X X E C X X C E n n i n i i i i i i i n i i i i i n i i i σσσμσμμσθθ二、()()X =∴X =-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-X =-⋅=⎰3a ˆ a 32a 3a 2a 1X a a 2X X E .1a0322a2x x d x 三、()()()()X=∑=∴=∑+-=∑--=∑=⋅=====--===∏∏ni i n i i ni ix nx ni ni i x n x n d d x n eex f ni ii112111111ˆ 01L ln 1ln L ln 11,L .21θθθθθθθθθθθθθθθ()()()()()()21211111111ln n ˆ 0ln 212ln ln 1ln 2ln 2L ⑵1ˆX E ⑴ .321⎪⎭⎫ ⎝⎛=∴=+=-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==X-X =⇒X ===∑∑∑∏∏⎰⎰===-==--∞+∞-n i i ni ini ini i ni ix x X Xn d L d X nL X n X d xx d x f x θθθθθθθθθθθθθθθ1000499ˆ .4=X =P(()()()()()()()()()()[()()()()()()]()()()()()()()62.12,38.117.34 , 96.7 00.833 9.125 325.3 91 ,92.1691141.11189.515.3489.511.4889.511.6689.514.5389.518.6989.513.4289.518.4489.513.5489.519.5489.517.509111,111~1X 89.51)5.341.481.664.538.692.438.443.549.547.5010110n , 0.10.91a .5295.021205.0222222222222212222222a a 2a 2a 的置信区间为,代入得:查表得:,置信区间为σχχχχχχχσ∴==-==-=-+-+-+-+-+--+-+-+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛------==+++++++++=X ==-=--n n S n S n n S n n S n 略 .6()220.025L 15.3664n L1.962 2U , 96.1U U ,1,0~U , 0.05a .72a2a 2a 2a σσσσσσμ≤≤⨯⨯≤==⎪⎭⎫ ⎝⎛+X -X -X ==解得:即查表得:,置信区间为nL nn u n u N n。