概率论第七章 参数估计
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第七章 参数估计§7.1一、 选择题1.θ为总体X 的未知参数,θ的估计量是^θ,则有( B ) (A )^θ是一个数,近似等于θ;(B )^θ是一个随机变量;(C )^θ是一个统计量且θθ=)(^E ;(D )当n 越大,^θ的值可任意靠近θ。
说明:),,,(ˆˆ21n X X X θθ=为统计量,当然是随机变量,但不一定有θθ=)(^E ,而),,,(ˆˆ21nx x x θθ=为估计值,是数,不是随机变量;当n 越大,^θ的值可任意靠近θ这话也有问题:n ^θ是θ的一致估计量,即n ^θ是依概率收敛于θ,而不是θθ=∞→nn ˆlim 。
2.设总体X 服从参数为λ的指数分布,则λ的矩估计和极大似然估计分别为( C )(A )矩估计x =λ^,极大似然估计x =λ^; (B )矩估计x1^=λ,极大似然估计x =λ^;(C )矩估计x 1^=λ,极大似然估计x1^=λ; (D )矩估计x =λ^,极大似然估计x1^=λ。
解:极大似然估计为⎩⎨⎧≥=-其他,00,)(x e x f x λλ,⎩⎨⎧≥=-。
x e x f i x i i 其他,00,),(λλλ,[]xx n x n x n L x n L ee xf L n i i Lni i ni i ni ix n n i x n i i ni ii 111ˆ0ln ))(ln(ln ))(ln(),()(1111111==∴=-='⎥⎦⎤⎢⎣⎡-='-=∑===∑∑∑∑∏∏====-=-==λλλλλλλλλλλλλλ矩法为:XX X X E 1ˆ1,)(=⇒==λλ二、填空题1.设总体X 服从均匀分布],0[θU ,取容量为6的样本值:1.3,1.7,0.6,2.2,0.3,1.1,则θ的矩估计为2.4 ,极大似然估为2.2 . 说明:4.22.16/)1.13.02.26.07.13.1(,2)(^=⇒=+++++==θθx X E{}2.21.1,3.0,2.2,6.0,7.1,3.1max ^==θ2.设n X X X ,,,21 是来自总体X 的样本,2)(,)(σμ==X D X E ,总体均值μ的无偏差估计为X ,总体方差2σ的无偏估计这2S .三、对某一距离进行五次独立测量,得下列的结果(单位:米)2781,2836,2807,2763,2858.已知测量仪没有系统误差,试用矩法估计这一距离的真值和方差。
解:∑===≈51281951i i x x μ,∑==-=≈512^228.1206][51i i i x x σσ四、设总体X ~)(λE ,概率密度函数为⎩⎨⎧≥=-。
x e x f x 其他,00,)(λλ(1) 求λ的矩估计; (2) 求λ的极大似然估计。
解:(1)λλμλλλ1|)()(0000=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--====⎰⎰⎰+∞-∞+-+∞-+∞dx e xe dx e x dx x xf X E x x x得xx 1,1^^^=⇒==λλμ (2)似然函数当),,2,1(0n i x i =>有∑==-ni ix neL 1)(λλλ,∑=-=ni ix n L 1ln )(ln λλλ,xxnx n d L d ni ini i 10)(ln 1^1==⇒=-=∑∑==λλλλ 五、设总体X 服从均匀分布],0[θU ,取容量为6的样本值:1.3, 1.7, 0.6,2.2, 0.3, 1.1,求θ的矩估计。
解:4.22.16/)1.13.02.26.07.13.1(,2)(^=⇒=+++++==θθx X E§7.2一、 设^1θ及2^θ是θ的两个独立的无偏差估计量,假定)(2)(2^1^θθD D =,求常数1C 及2C ,使2^21^1^θθθC C +=为θ的无偏估计,并使)(^θD 达到最小。
解:由于,)(,)(^2^1θθθθ==E E ,)()()()(2122^11^22^11^θθθθθθθ=+=+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=C C E C E C C C E E 则21C C +=1,又由)(2)(2^1^θθD D =知^2θ比^1θ有效,由2221^2^222^221^2^222^121^2^22^11^2^2)()()(2)()()()()()(C C D D C D C D D C D C D C C D D D +=+=+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=θθθθθθθθθθθ=32)31(31)1(2212121+-=-+C C C ,所以当32,3121==C C 时)()(^2^θθD D 最小,)(^θD 也最小。
二、设n X X X ,,,21 是来自总体X 的样本,值,又设2)(,)(σμ==X D X E ,求总体均值μ,总体方差2σ的无偏差估计。
解:由∑∑======n i n i i i n n X E n X n E X E 111)(1)1()(μμ知μ的无偏差估计为X ,又因=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=∑∑==n i i n i iX nE X E n X n X n E S E 1221222)()(1111)( []{}()[]{}⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+-=∑∑==n i n i i n n n X E X D n X E X D n 1222212211)()()()(11μσμσ[]22)1(11σσ=--=n n ,知2S 是2σ的无偏差估计 §7.3一、 填空题1.设正态总体)9.0,(2μN 的一个容量为9的样本均值5=x ,则参数μ的置信度为0.95的置们区间为 (4.412,5.588) .说明:2σ已知,05.0=α,96.1025.0=z (查找975.0)(025.0=Φz 可得) 置们区间为)588.5,412.4(96.199.05,96.199.05=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-2. 设正态总体),(2σμN ,2σ未知,则μ的置信区间的长度L)1(22-n t n Sα . 说明:)1(2)1(2)1()1(2222-=-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----+n t n S n t n S n t n S X n t n S X αααα 二、已知某地幼儿的身高服从正态分布,现从该地一幼儿园的大班抽查了9名幼儿,测得身高(单位:cm )分别为115,120,131,109,115,115,105,110.设大班幼儿身高总体的标准差cm 7=σ,在05.0=α下,求总均值μ的置信区间. 解:2σ 已知,9=n ,96.1025.0=z ,1159/)110105115115109131120115(=+++++++=x置信区间为:)57.119,43.110()96.197115,96.197115(=+-三、为了估计产品使用寿命的均值μ和标准差σ,测试了10件产品,求得20,1500==S x 若已知产品使用寿命服从正态分布),(2σμN ,求μ,2σ的置信度为0.95的置信区间.解:μ的置信区间为)31.1514,69.1485()9(10201500),9(10201500025.0025.0=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-t t 其中)9(025.0t =2.26222σ置信区间为()3333.1333,2246.189700.23600,)023.193600)9(3600,)9(3600)1()1(,)1()1(2975.02025.02212222=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-----χχχχααn S n n S n 四、从大批电了管中随机抽取100只,抽取的电子管的平均寿命为1000小时,可以认为电子管寿命服从正态分布,已知均方差40=σ小时,以置度0.95求出整批电子管平均寿命的置信区间.解:设X 表示电子管寿命,则有X ~)40,(2μN ,100=n , 05.0=α1000=x ,96.1025.0=z ,则故总体均值μ的置信区间为:()84,1007,16.99296.1100401000,96.1100401000=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-- 五、两位化验员A 、B 独立对某种聚合物含氯量用相同的方法各作10次测定.其测定值的样本方差分别为,6065.0,5419.022==B A S S 设22,B A σσ分别为A 、B 所测定值总体的方差,并设总体设正态,求方差比22/BA σσ的置信度为0.95的置信区间.解:21,μμ未知,则22/BA σσ的置信度为0.95的置信区间为 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----)9,9(16065.05419.0,)9,9(16065.05419.0)1,1(1,)1,1(1975.0025.021*********F F n n F S S n n F S S B A B A αα=)601.3,222.0(03.46065.05419.0,)03.416065.05419.0=⎪⎪⎭⎫⎝⎛ 六、设有两个正态总体),(21σμN ,),(22σμN 中分别取容量为10和12的样本,两样本相互独立,经计算得24,20==y x ,又两样本的标准差,6,521==S S 求21μμ-置们度0.95的置信区间.解:22221σσσ==未知, 21μμ-置们度0.95的置信区间为()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+±-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+±-121101572.5)21210(242011)2(025.021212t n n S n n t y x W α=()126.1,126.9- 其中572.5206115925=⨯+⨯=W S。