Слайд 1Теория вероятностей и математическая статистика
Статистическое оценивание
ЛЕКЦИЯ 12
Слайд 2Статистическое оценивание характеристик распределения генеральной совокупности
Основная задача математической статистики состоит
в нахождении распределения наблюдаемой случайной величины Х по данным выборки.
Во многих случаях вид распределения Х можно считать известным, и задача сводится к получению приближенных значений неизвестных параметров этого распределения.
Слайд 3Точечные оценки
Рассмотрим параметрическую модель (Fθ) и
выборку (X1, X2,..., Xn)
. (То есть это выборка
наблюдений случайной величины, у которой
известен вид
функции распределения F, и F
зависит от одного неизвестного параметра θ).
Точечной оценкой неизвестного параметра θ
называется функция элементов выборки,
используемая для получения приближенного
значения θ.
Слайд 4Пример
Выборочное среднее есть оценка математического ожидания.
Отсюда следует, что выборочное
среднее есть оценка параметра a в N(a,σ).
Слайд 5
Очевидно, что оценка является функцией элементов выборки, т. е.,
Замечание. Любую функцию элементов выборки называют статистикой.
Т.о., оценка – это
статистика, используемая для приближенного нахождения значения параметра.
Слайд 6Несмещенность
Оценка параметра θ называется несмещенной, если
Доказывали, что
Значит, в любом распределении, у которого матожидание равно параметру, выборочное среднее есть несмещенная оценка этого параметра.
Слайд 7Несмещенные оценки в N(a,σ)
В N(a,σ):
выборочное среднее – несмещенная оценка параметра
a,
выборочная дисперсия – смещенная оценка σ2,
исправленная
выборочная дисперсия – несмещенная оценка σ2.
Слайд 8Состоятельность
Оценка параметра θ называется состоятельной,
если
Слайд 9Пример
Значит, в любом распределении, у которого математическое ожидание равно параметру,
выборочное среднее есть состоятельная оценка этого параметра.
Слайд 10Теорема
Если
то ─ состоятельная оценка
параметра θ.
Слайд 11Оптимальность
Для параметра θ может быть предложено несколько несмещенных оценок. Мерой
точности несмещенной оценки считают ее дисперсию
Несмещенная оценка параметра
θ называется оптимальной, если она имеет минимальную дисперсию среди всех несмещенных оценок этого параметра.
Слайд 12Нижняя граница дисперсий
Для дисперсии несмещенной оценки
параметра
θ выполняется неравенство Рао – Крамера:
Слайд 13Эффективность
Несмещенная оценка параметра θ называется эффективной, если ее дисперсия равна
нижней границе Рао –Крамера:
Слайд 14Методы нахождения оценок:
метод моментов
Теоретические моменты случайной величины
зависят от параметра, а выборочные моменты зависят от элементов
выборки. Но выборочные приближенно равны теоретическим. Приравняем их, и получим уравнения, связывающие параметр и элементы выборки. Выразим из них параметр. Полученная функция и называется оценкой метода моментов (о.м.м.).
Слайд 15Пример
Пусть (X1, X2,..., Xn) — выборка объема n из распределения
R[0,θ] (равномерного на отрезке [0,θ]).
Слайд 16Замечание
Для оценивания одного параметра обычно приравнивают выборочное среднее и математическое
ожидание, для двух – выборочную и теоретическую дисперсии:
Слайд 17Свойства о.м.м.
Если оценка параметра, полученная по методу моментов, является непрерывной
функцией, то она состоятельна.
Слайд 18Методы нахождения оценок: метод максимального правдоподобия
Суть метода в том,
что в качестве «наиболее правдоподобного» значения параметра берут значение, максимизирующее
вероятность получить при опытах данную выборку
(X1, X2,..., Xn).
Слайд 20Метод максимального правдоподобия
Оценкой максимального правдоподобия (о.м.п.) неизвестного параметра
θ называют значение, при котором функция правдоподобия достигает максимума
(как функция от θ при фиксированных (X1, X2,..., Xn). Это значение параметра зависит от выборки и является искомой оценкой.
Слайд 21Метод максимального правдоподобия
Для нахождения максимума функции правдоподобия L можно
искать максимум
ln L и решать уравнение
правдоподобия
Слайд 22Пример. Найти оценку параметра a в показательном распределении с плотностью
fξ(x)=ae –ax.