点估计的基本思想及评价标准
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点估计的评价标准在统计学中,点估计是指利用样本数据对总体参数进行估计的方法。
点估计的评价标准是统计学中一个非常重要的问题,因为它直接关系到所得到的估计结果的准确性和可靠性。
在实际应用中,我们常常需要对总体参数进行估计,比如平均值、方差、比例等,而点估计就是用来解决这个问题的。
对于点估计的评价标准,主要有无偏性、有效性和一致性三个方面。
首先,无偏性是评价点估计的重要标准之一。
无偏性是指在重复抽样的情况下,样本估计量的数学期望等于总体参数的真值。
换句话说,就是样本估计量的平均值等于总体参数的真值。
如果一个估计量是无偏的,那么它的抽样分布的中心值将会接近总体参数的真值。
无偏性是一个估计量的一个重要性质,因为它能够保证在大量重复抽样的情况下,估计结果不会出现系统性的偏差。
其次,有效性是评价点估计的另一个重要标准。
有效性是指在所有可能的总体分布下,一个估计量的方差最小。
换句话说,就是在所有可能的估计量中,方差最小的那个估计量是最有效的。
有效性是一个估计量的一个重要性质,因为它能够保证在给定样本量的情况下,估计结果的精确度最高。
最后,一致性是评价点估计的另一个重要标准。
一致性是指当样本量逐渐增大时,估计量趋向于总体参数的性质。
换句话说,就是当样本量足够大的时候,估计结果将会越来越接近总体参数的真值。
一致性是一个估计量的一个重要性质,因为它能够保证在大样本量的情况下,估计结果的稳定性和可靠性。
综上所述,无偏性、有效性和一致性是点估计的评价标准。
在实际应用中,我们需要根据具体的情况来选择合适的估计方法,并且对所得到的估计结果进行评价。
只有在估计结果具有无偏性、有效性和一致性的情况下,我们才能够对总体参数进行准确和可靠的估计。
因此,对于点估计的评价标准,我们必须严格把关,确保所得到的估计结果是具有统计学意义的。
点估计量的评价标准点估计是统计学中一个重要的概念,它是利用样本数据来估计总体参数的值。
在实际应用中,我们经常需要对总体参数进行估计,而点估计量就是用来估计总体参数的统计量。
在进行点估计时,我们需要对点估计量的表现进行评价,以确保我们得到的估计是准确可靠的。
因此,本文将从偏差、方差和均方误差三个方面对点估计量的评价标准进行详细介绍。
首先,我们来看偏差。
偏差是指估计量的期望值与真实参数值之间的差异。
一个好的点估计量应该是无偏的,即其期望值等于真实参数值。
如果估计量存在偏差,那么它在大量重复抽样的情况下,估计值的平均将会偏离真实参数值。
因此,我们通常会对估计量的偏差进行评价,以确保我们得到的估计是准确的。
其次,方差也是一个重要的评价指标。
方差衡量了估计量的离散程度,即在重复抽样的情况下,估计值的变动程度。
一个好的点估计量应该是具有较小的方差,这意味着在不同的样本中,估计值的变动程度较小,估计结果较为稳定。
因此,我们需要对估计量的方差进行评价,以确保我们得到的估计是稳定可靠的。
最后,我们来看均方误差。
均方误差是衡量估计量的精确程度的指标,它是估计值与真实参数值之间差异的平方的期望值。
一个好的点估计量应该是具有较小的均方误差,这意味着估计值与真实参数值之间的差异较小,估计结果较为精确。
因此,我们需要对估计量的均方误差进行评价,以确保我们得到的估计是精确可靠的。
综上所述,点估计量的评价标准主要包括偏差、方差和均方误差三个方面。
一个好的点估计量应该是无偏的、具有较小的方差和均方误差,这样才能保证估计结果的准确性和可靠性。
因此,在进行点估计时,我们需要对估计量的偏差、方差和均方误差进行综合评价,以确保我们得到的估计是准确、稳定和精确的。
希望本文对点估计量的评价标准有所帮助,谢谢阅读!。
第六章参数估计在实际问题中, 当所研究的总体分布类型已知, 但分布中含有一个或多个未知参数时, 如何根据样本来估计未知参数,这就是参数估计问题.参数估计问题分为点估计问题与区间估计问题两类.点估计就是用某一个函数值作为总体未知参数的估计值;区间估计就是对于未知参数给出一个范围,并且在一定的可靠度下使这个范围包含未知参数.参数估计问题的一般提法:设有一个统计总体, 总体的分布函数为),(x F ,其中为未知参数(可以是向量). 现从该总体中随机地抽样, 得一样本nX X X ,,,21,再依据该样本对参数作出估计, 或估计参数的某已知函数).(g 第一节点估计问题概述一、点估计的概念设n X X X ,,,21是取自总体X 的一个样本, n x x x ,,,21是相应的一个样本值. 是总体分布中的未知参数, 为估计未知参数, 需构造一个适当的统计量),,,,(?21n X X X 然后用其观察值),,,(?21n x x x 来估计的值.称),,,(?21n X X X 为的估计量. 称),,,(?21n x x x 为的估计值. 在不致混淆的情况下,估计量与估计值统称为点估计,简称为估计, 并简记为?.注: 估计量),,,(?21n X X X 是一个随机变量, 是样本的函数,即是一个统计量, 对不同的样本值,的估计值?一般是不同的.例1设X 表示某种型号的电子元件的寿命(以小时计),它服从指数分布:.0,00,1),(~/xx ex f X x 为未知参数, 0. 现得样本值为168, 130, 169, 143, 174, 198, 108, 212, 252,试估计未知参数.二、评价估计量的标准估计量的评价一般有三条标准:无偏性; 有效性; 相合性(一致性).1.无偏性定义1设),,(?1n X X 是未知参数的估计量, 若,)?(E 则称?为的无偏估计量.注: 无偏性是对估计量的一个常见而重要的要求, 其实际意义是指估计量没有系统偏差,只有随机偏差. 在科学技术中, 称)?(E 为用?估计而产生的系统误差.定理1 设n X X ,,1为取自总体X 的样本,总体X 的均值为, 方差为2.则(1) 样本均值X 是的无偏估计量;(2) 样本方差2S 是2的无偏估计量;(3) 样本二阶中心矩ni iX X n12)(1是2的有偏估计量.2.有效性定义2设),,(??111n X X 和),,(??122n X X 都是参数的无偏估计量, 若)?()?(21D D ,则称1?较2?有效.注:在数理统计中常用到最小方差无偏估计, 其定义如下:设n X X ,,1是取自总体X 的一个样本, ),,(?1n X X 是未知参数的一个估计量,若?满足:(1) ,)?(E 即?为的无偏估计;(2) ),?()?(E ?是的任一无偏估计.则称?为的最小方差无偏估计(也称最佳无偏估计).3.相合性(一致性) 定义 3 设),,(??1n X X 为未知参数的估计量, 若?依概率收敛于, 即对任意0, 有,1}|?{|lim P n或,0}|?{|lim P n则称?为的(弱)相合估计量.例2设总体),0(~2N X ,n x x x ,,,21是来自这一总体的样本.(1) 证明ni ix n1221?是2的无偏估计;(2) 求).?(2D 例3设n X X X ,,,21为来自总体X 的样本, X ,),,2,1(n i X i 均为总体均值)(X E 的无偏估计量, 问哪一个估计量有效?例4 设总体),(~2N X ,n X X ,,1为其样本. 试证样本方差2S 是2的相合估计量.课堂练习设总体X 的k 阶矩)1)((kX E kk存在, 又设nX X X ,,,21是X 的一个样本. 试证明不论总体服从什么分布, k 阶样本矩ni k ikXnA 11是k 阶总体矩k的无偏估计量.课后作业:P137 T 3、4第二节点估计的常用方法(1)一、矩估计法矩估计法的基本思想是用样本矩估计总体矩. 因为由在大数定理知, 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);(kkX E 样本k 阶矩ni kik X n A 11;总体k 阶中心矩;)]([kk X E X E V 样本k 阶中心矩.)(11ni kikX X nB 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 中含有k 个未知参数k,,1, 则(1) 求总体X 的前k 阶矩k,,1,一般都是这k 个未知参数的函数, 记为k i g ki i,,2,1),,,(1(*)(2) 从(*)中解得kjh kj j,,2,1),,,(1(3) 再用),,2,1(k ii 的估计量i A 分别代替上式中的i,即可得),,2,1(k i j的矩估计量:.,,2,1),,,(?1k j A A h k j j注:求,,,1k V V 类似于上述步骤,最后用kB B ,,1代替k V V ,,1,求出矩估计j?),,2,1(k I。
点估计的基本概念及矩估计方法总体样本统计量描述作出推断随机抽样统计推断:参数估计和假设检验这类问题称为参数估计问题.参数估计问题的一般提法设有一个总体X ,其分布函数为F (x,θ),其中θ为未知参数,现从该总体抽样,得样本X 1,X 2,…,X n .参数估计问题就是利用从总体抽样得到的样本来估计总体未知参数的问题.要依据该样本对参数θ作出估计,或估计参数θ的某个函数g (θ).点估计(Point Estimation)参数估计区间估计(Interval Estimation)点估计——估计未知参数的值区间估计——根据样本构造出适当的区间,使它以一定的概率包含未知参数.这是点估计.这是区间估计.估计μ在区间(1.59, 1.77)内,假如我们要估计某队男生的平均身高.(假定身高服从正态分布N (μ,0.12)),现从该总体抽取容量为5的样本,分别为1.65 1.67 1.681.71 1.69,求总体均值μ的估计.估计μ为1.68,全部信息就由这5个数组成.设总体X 的分布函数F (x ,θ)形式已知,θ是待估参数,X 1, X 2, …, X n 为抽自总体X 的样本,x 1, x 2,…, x n 是相应的一个样本值. 据此,应如何估计未知参数θ呢?点估计问题为估计θ,需要构造一个适当的统计量每当有了样本观测值x 1,x 2,…,x n ,就代入该统计量计算出一个值作为未知参数θ的近似值.12ˆ(,,,),n X X X θ12ˆ(,,,)n x x x θ称为参数θ的估计量(Estimator ).称为参数θ的估计值(Estimate ).在不引起混淆情况下统称为估计,记为12ˆ(,,,)n X X X θ12ˆ(,,,)n x x x θˆθ注意:被估计的参数θ是一个未知常数,而估计量是样本的函数,是一个随机变量,当样本值取定后,估计值是个已知的数值.对于不同的样本值,θ的估计值一般不同.问题:使用什么样的统计量去估计θ?矩估计法(Method of Moments)最大似然估计法(Method of Maximum Likelihood)矩估计法由英国统计学家卡尔•皮尔逊(Karl Pearson)在20世纪初提出.1.矩估计方法的基本思想用样本矩估计总体矩利用样本k阶原点矩作为总体k阶原点矩的估计.由此进一步估计未知参数θ,这就是矩估计法.1857-1936由大数定律总体k 阶原点矩为因此,可以用A k 估计μk 设X 1,X 2, …, X n 为来自总体X 的一个样本,()kk E X μ=样本k 阶原点矩为若g 为连续函数,则用g (A k )估计g (μk )又由于μk 一般可以表示为总体中未知参数的函数,从而可以估计出未知参数.11n kk i i A X n ==∑11nP kk i i A X n ==−−→∑k μ()Pk g A −−→()k g μ2.矩估计的步骤(1)根据未知参数的个数,求出总体的各阶矩.设总体X~F (x ,θ1,θ2, …,θk ), X 1,X 2, …, X n 为来自总体X 的样本.1(,,),1,2,,l l k l kμμθθ==X 为连续型X 为离散型+12()(;,,)lll k E X x f x ,dxμθθθ∞-∞==⎰12()(;,,)Xll l k x R E X x p x ,μθθθ∈==∑总体X 的密度函数总体X 的分布律(3)用样本矩估计相应的总体矩,即:用A l 替代相应的μl ,得到θl 的矩估计量(2)解方程(组),得12ˆ(,,,),1,2,,l l kA A A l k θθ==(4)g (θ1 ,⋯,θk )的矩估计量为12ˆˆˆ(,,,)kg θθθ1(,,),1,2,,l l k l kθθμμ==解:(1)10.求总体的1阶矩例1.设总体X 的概率密度为其中α>−1是未知参数,X 1,X 2,…,X n 是取自总体X 的样本,求(1)参数α的矩估计量;(2)g (α)=(α+1)/α的矩估计量.(1),01()0,x x f x αα⎧+<<=⎨⎩其它1()E X μ=111(1)=2x dx αααα++=++⎰+()xf x dx ∞-∞=⎰112EX αμα+==+20. 解方程11211μαμ-=-21ˆ1X Xα-=-10.30. 用代替μ1,得α的矩估计为111nii A X X n ===∑用代替α,得g (α)=(α+1)/α的矩估计为ˆα21ˆ1X Xα-=-ˆ1ˆ()ˆgααα+=21X X =-例1.设总体X 的概率密度为其中α>−1是未知参数,X 1,X 2,…,X n 是来自总体X 的样本,求(1)参数α的矩估计量;(2)g (α)=(α+1)/α的矩估计量.(1),01()0,x x f x αα⎧+<<=⎨⎩其它例2.设总体X 的均值μ和方差σ2都存在,且σ2>0,但μ和σ2均未知,设X 1,X 2,…,X n 是来自总体X 的样本,求μ,σ2的矩估计量.解:10.求总体的1阶矩和2阶矩122222()()()()E X E X D X EX μμμσμ==⎧⎪⎨==+=+⎪⎩20.解方程组12221μμσμμ=⎧⎪⎨=-⎪⎩30.分别以A 1, A 2代替μ1, μ2得到μ, σ2的矩估计量分别为1ˆA X μ==22222211111ˆ()n ni i i i A A X X X X n n σ===-=-=-∑∑例2.设总体X 的均值μ和方差σ2都存在,且σ2>0,但μ和σ2均未知,设X 1,X 2,…,X n 是来自总体X 样本,求μ,σ2的矩估计量.特别,若X~N (μ, σ2),μ, σ2未知,则μ, σ2的矩估计量分别为ˆX μ=2211ˆ()ni i X X n σ==-∑若总体X~U [a,b ],其中a<b 且均未知,X 1,X 2, …,X n 是来自总体X 的样本,则a ,b 的矩估计量分别为213ˆ()ni i a X X X n ==--∑213ˆ()ni i b X X X n ==+-∑优点:直观、简单缺点(1)不唯一,如例1例1.设总体X 的概率密度为其中α>−1是未知参数,X 1,X 2,…,X n 是来自总体X 的样本,求(1)参数α的矩估计;(1),01()0,x x f x αα⎧+<<=⎨⎩其它可以求总体的二阶矩μ2,用A 2代替μ2得到矩估计.规定:用尽量低阶的矩求相应的矩估计.缺点(2)损失信息,如例2例2.设总体X的均值μ和方差σ2都存在,且σ2>0,但μ和σ2均未知,设X1, X2,…,X n是来自总体X样本,求μ,σ2的矩估计量.若已知总体X的服从正态分布,则该分布形式已知的信息没有用到,从而造成信息的损失.。