1.无偏性
证 因为样本X1,X2,…,Xn相互独立,且与总体X服从相同分布,所以有
E(Xi)=μ,D(Xi)=σ2,i=1,2,…,n.
由于
例7.2.2 设总体X~Exp(θ),相应的概率密度函数为
其中θ>0为未知,又设(X1,X2,…,Xn)是X的一样本,
事实上,本例中(X1,X2,…,Xn)中的每一个Xi均可作为θ的无偏估计.
那么,究竟哪个无偏估计更好、更合理?直观的想法就是希望该估计围绕真值的波动越小越好,波动大小可以用方差来衡量,因此人们常用无偏估计方差的大小作为衡量无偏估计优劣的标准,为此引入了估计量的有效性概念.
2.有效性
例7.2.3 证明:设总体X的均值E(X)=μ,方差D(X)=σ2,则样本均值X作为总体均值μ的估计量较个别样本Xi(i=1,2,…,n)有效.
所以当n≥2时,D(X)<D(Xi),故样本均值X作为总体均值μ的估计量较个别样本Xi(i=1,2,…,n)有效.
例7.2.4 从总体X中抽取样本X1,X2,X3,证明下列三个统计量
都是总体均值E(X)=μ的无偏估计量,并确定哪个估计量更有效.
所以三个统计量都是总体均值μ的无偏估计量.而
3.一致性
例7.2.5 设总体X的均值E(X)=μ,方差D(X)=σ2,证明样本均值X是总体均值μ的一致估计量.
证 因为样本X1,X2,…,Xn相互独立,且与总体X服从相同的分布,所以
E(Xi)=μ,D(Xi)=σ2,i=1,2,…,n.
于是,由切比雪夫定理知:
所以X是μ的一致估计量.
对于未知参数θ的估计量,我们可以运用无偏性、有效性、一致性来判断其优劣,以便选择出较好的估计量.
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