参数的点估计
参数的点估计及区间估计
参数的点估计及区间估计点估计的基本思想是根据样本数据，通过统计量来估计总体参数的值。
常用的点估计方法有最大似然估计和矩估计。
最大似然估计是找到一个参数值，使得样本观察值的概率最大。
矩估计是根据样本矩的性质来估计总体参数的值。
例如，如果总体服从正态分布，那么样本均值和样本方差就是总体均值和总体方差的估计量。
区间估计的基本思想是给出一个区间，使得总体参数落在该区间内的概率达到一定的置信水平。
在区间估计中，置信水平通常是根据统计学的理论设定的，常见的有95%和99%置信水平。
区间估计的计算方法主要有正态分布法和t分布法。
正态分布法适用于大样本情况下，而t分布法适用于小样本情况下。
对于点估计，我们需要考虑估计量的偏倚和方差。
偏倚表示估计量的期望值与总体参数的真实值之间的差异。
如果估计量的期望值与总体参数的真实值之间没有差异，就称为无偏估计；否则，就称为有偏估计。
方差表示估计量的离散程度。
我们通常希望找到无偏估计，并且方差越小越好。
对于区间估计，我们需要考虑置信水平和置信区间的宽度。
置信区间的宽度越小，说明估计的精度越高。
但是，要得到一个狭窄的置信区间就需要使用更大的样本量，或者降低置信水平。
在进行区间估计时，需要根据具体需求平衡估计的精度和置信水平。
在实际应用中，点估计和区间估计通常是一起使用的。
点估计提供了一个具体的估计值，而区间估计提供了一个参数值可能的范围。
通过点估计和区间估计，我们可以对总体参数进行合理的估计，并且给出估计的精度和可靠性的度量。
总之，参数的点估计和区间估计是统计学中常用的两种估计方法。
点估计通过选择适当的统计量来估计总体参数的值，而区间估计通过给出参数值可能的范围来表示估计的不确定性。
点估计和区间估计是统计学中重要的概念，对于数据分析和决策制定具有重要的指导意义。
五种估计参数的方法
五种估计参数的方法在统计学和数据分析中，参数估计是一种用于估计总体的未知参数的方法。
参数估计的目标是通过样本数据来推断总体参数的值。
下面将介绍五种常用的参数估计方法。
一、点估计点估计是最常见的参数估计方法之一。
它通过使用样本数据计算出一个单一的数值作为总体参数的估计值。
点估计的核心思想是选择一个最佳的估计量，使得该估计量在某种准则下达到最优。
常见的点估计方法有最大似然估计和矩估计。
最大似然估计（Maximum Likelihood Estimation，简称MLE）是一种常用的点估计方法。
它的核心思想是选择使得样本观测值出现的概率最大的参数值作为估计值。
最大似然估计通常基于对总体分布的假设，通过最大化似然函数来寻找最优参数估计。
矩估计（Method of Moments，简称MoM）是另一种常用的点估计方法。
它的核心思想是使用样本矩和总体矩之间的差异来估计参数值。
矩估计首先计算样本矩，然后通过解方程组来求解参数的估计值。
二、区间估计点估计只给出了一个参数的估计值，而没有给出该估计值的不确定性范围。
为了更全面地描述参数的估计结果，我们需要使用区间估计。
区间估计是指在一定的置信水平下，给出一个区间范围，该范围内包含了真实参数值的可能取值。
常见的区间估计方法有置信区间和预测区间。
置信区间是对总体参数的一个区间估计，表示我们对该参数的估计值的置信程度。
置信区间的计算依赖于样本数据的统计量和分布假设。
一般来说，置信区间的宽度与样本大小和置信水平有关，较大的样本和较高的置信水平可以得到更准确的估计。
预测区间是对未来观测值的一个区间估计，表示我们对未来观测值的可能取值范围的估计。
预测区间的计算依赖于样本数据的统计量、分布假设和预测误差的方差。
与置信区间类似，预测区间的宽度也与样本大小和置信水平有关。
三、贝叶斯估计贝叶斯估计是一种基于贝叶斯理论的参数估计方法。
它将参数看作是一个随机变量，并给出参数的后验分布。
贝叶斯估计的核心思想是根据样本数据和先验知识来更新参数的分布，从而得到参数的后验分布。
参数估计之点估计和区间估计
作者 | CDA数据分析师参数估计（parameter estimation）是根据从总体中抽取的样本估计总体分布中包含的未知参数的方法。
人们常常需要根据手中的数据，分析或推断数据反映的本质规律。
即根据样本数据如何选择统计量去推断总体的分布或数字特征等。
统计推断是数理统计研究的核心问题。
所谓统计推断是指根据样本对总体分布或分布的数字特征等作出合理的推断。
它是统计推断的一种基本形式，分为点估计和区间估计两部分。
一、点估计点估计是依据样本估计总体分布中所含的未知参数或未知参数的函数。
简单的来说，指直接以样本指标来估计总体指标，也叫定值估计。
通常它们是总体的某个特征值，如数学期望、方差和相关系数等。
点估计问题就是要构造一个只依赖于样本的量，作为未知参数或未知参数的函数的估计值。
构造点估计常用的方法是：①矩估计法，用样本矩估计总体矩②最大似然估计法。
利用样本分布密度构造似然函数来求出参数的最大似然估计。
③最小二乘法。
主要用于线性统计模型中的参数估计问题。
④贝叶斯估计法。
可以用来估计未知参数的估计量很多，于是产生了怎样选择一个优良估计量的问题。
首先必须对优良性定出准则，这种准则是不唯一的，可以根据实际问题和理论研究的方便进行选择。
优良性准则有两大类：一类是小样本准则，即在样本大小固定时的优良性准则；另一类是大样本准则，即在样本大小趋于无穷时的优良性准则。
最重要的小样本优良性准则是无偏性及与此相关的一致最小方差无偏估计，其次有容许性准则，最小化最大准则，最优同变准则等。
大样本优良性准则有相合性、最优渐近正态估计和渐近有效估计等。
下面介绍一下最常用的矩估计法和最大似然估计法。
1、矩估计法矩估计法也称“矩法估计”，就是利用样本矩来估计总体中相应的参数。
它是由英国统计学家皮尔逊Pearson于1894年提出的，也是最古老的一种估计法之一。
对于随机变量来说，矩是其最广泛，最常用的数字特征，主要有中心矩和原点矩。
由辛钦大数定律知，简单随机样本的原点矩依概率收敛到相应的总体原点矩，这就启发我们想到用样本矩替换总体矩，进而找出未知参数的估计，基于这种思想求估计量的方法称为矩法。
参数估计的三种方法
参数估计的三种方法参数估计是统计学中的一项重要任务，其目的是通过已知的样本数据来推断未知的总体参数。
常用的参数估计方法包括点估计、区间估计和最大似然估计。
点估计是一种常见的参数估计方法，其目标是通过样本数据估计出总体参数的一个“最佳”的值。
其中最简单的点估计方法是样本均值估计。
假设我们有一个总体，其均值为μ，我们从总体中随机抽取一个样本，并计算出样本的平均值x。
根据大数定律，当样本容量足够大时，样本均值会无偏地估计总体均值，即E(x) = μ。
因此，我们可以用样本的平均值作为总体均值的点估计。
另一个常用的点估计方法是极大似然估计。
极大似然估计的思想是寻找参数值，使得给定观测数据出现的概率最大。
具体来说，我们定义一个参数θ的似然函数L(θ|x)，其中θ是参数，x是观测数据。
极大似然估计即求解使得似然函数取得最大值的θ值。
举个例子，假设我们有一个二项分布的总体，其中参数p表示成功的概率，我们从总体中抽取一个样本，得到x个成功的观测值。
那么，样本观测出现的概率可以表示为二项分布的概率质量函数，即L(p|x) = C(nx, x) * p^x * (1-p)^(n-x)，其中C(nx, x)是组合数。
我们通过求解使得似然函数取得最大值的p值，来估计总体成功的概率。
与点估计相比，区间估计提供了一个更加全面的参数估计结果。
区间估计指的是通过样本数据推断总体参数的一个区间范围。
常用的区间估计方法包括置信区间和预测区间。
置信区间是指通过已知样本数据得到的一个参数估计区间，使得这个估计区间能以一个预先定义的置信水平包含总体参数的真值。
置信水平通常由置信系数（1-α）来表示，其中α为显著性水平。
置信区间的计算方法根据不同的总体分布和参数类型而异。
举个例子，当总体为正态分布且总体方差已知时，可以利用正态分布的性质计算得到一个置信区间。
预测区间是指通过对总体参数的一个估计，再结合对新样本观测的不确定性，得到一个对新样本值的一个区间估计。
参数估计——点估计
1 n 2 A2 X i n i 1 1 n 2 2 2 Xi n i 1
2
所以 X
பைடு நூலகம்
1 n 1 2 ( X i X )2 Xi X n i 1 n i 1
2
结论：不管总体X服从何种分布，总体期望和方差
的矩估计量分别为样本均值、样本二阶中心距，即
设总体的分布函数为F(x,)（未知），X1，X2，…，Xn
为样本，构造一个统计量 ( X1 , X 2 ,, X n ) 来估计 参数，则称 ( X1 , X 2 ,, X n ) 为参数的估计量。
点估计（point estimation) ：如果构造一个统计量
1 n k 样本的 k 阶原点矩，记作 Ak X i n i 1 1 n 样本的 k 阶中心矩，记作 Bk ( X i X )k n i 1
参数的矩法估计
矩法估计：用样本的矩作为总体矩的估计量，即
1 n k Ak (1 , 2 ,, m ) X i n i 1
2
1 2
区间长度的矩估计量为 2 12A 12X 2 2 1 2
例3 对容量为n的子样，求下列密度函数中参数 a的
2 2 (a x), (0 x a) f ( x) a 0, 其它 a 2 a 解 由于 EX x (a x)dx 0 a 2 3 a 所以由矩法估计，得 X 3 3 n 解得 a 3 X X i n i 1 3 n 所以，参数 a 的矩估计量为 a X i n i 1
i 1
n
②若总体X为连续型随机变量
L( ) f ( x1 , x2 ,, xn , ) f ( xi , )
常用的参数估计方法
常用的参数估计方法参数估计是统计分析中的一个重要概念，指的是通过已有的样本数据来估计未知的参数。
常见的参数估计方法包括点估计和区间估计两种。
下面将分别介绍这两种方法及其常见的应用。
一、点估计点估计是通过样本数据来估计总体参数的方法之一，通常用样本的统计量（如样本均值、样本方差等）作为总体参数的估计值。
点估计的特点是简单直观，易于计算。
但是点估计的精度不高，误差较大，因此一般用在总体分布已知的情况下，用于快速估计总体参数。
常见的点估计方法包括最大似然估计、矩估计和贝叶斯估计。
1.最大似然估计最大似然估计是目前最常用的点估计方法之一。
其基本思想是在已知的样本信息下，寻找一个未知参数的最大似然估计值，使得这个样本出现的概率最大。
最大似然估计的优点是可以利用样本数据来估计参数，估计量具有一定的无偏性和效率，并且通常具有渐进正常性。
常见的应用包括二项分布、正态分布、泊松分布等。
2.矩估计矩估计是另一种常用的点估计方法，其基本思想是利用样本矩（如一阶矩、二阶矩等）与相应的总体矩之间的关系，来进行未知参数的估计。
矩估计的优点是计算简单，适用范围广泛，并且具有一定的无偏性。
常见的应用包括指数分布、伽马分布、weibull分布等。
3.贝叶斯估计贝叶斯估计是另一种常用的点估计方法，其基本思想是先对未知参数进行一个先验分布假设，然后基于样本数据对先验分布进行修正，得到一个后验分布，再用后验分布来作为估计值。
贝叶斯估计的优点是能够有效处理小样本和先验信息问题，并且可以将先验偏好考虑进去。
常见的应用包括正态分布、伽马分布等。
二、区间估计区间估计是通过样本数据来构造总体参数的置信区间，从而给出总体参数的不确定性范围。
区间估计的特点是精度高，抗扰动性强，但是计算复杂度高，需要计算和估计的样本量都很大。
常见的区间估计方法包括正态分布区间估计、t分布区间估计、置信区间估计等。
1.正态分布区间估计正态分布区间估计是一种用于总体均值和总体方差的区间估计方法，其基本思想是在已知样本数据的均值和标准差的情况下，根据正态分布的性质得到总体均值和总体方差的置信区间。
参数的点估计.ppt
证毕. 返回
退出
例2-3 设 X1, X2 , X3 , X4 是总体 X 容量为4 的样本．则总体均
值的以下无偏估计中, 最有效的点估计量是
(B )
A.
1 3
X1
1 6
X
2
1 6
X
3
1 3
X
4
B.
1 4
X1
1 4
X2
1 4
X3
1 4
X4
4311
C. 9 X1 9 X2 9 X3 9 X4
故 aX1 b是X2总 c体X3期望 的无偏E(估X计) .
证毕.
返回
退出
例2-5 从总体 X 中抽得容量为n1, n2 的两样本. 以 X1, X 2 分别 记二者的样本均值. 试证明两系数 a 和 b 只要满足条件 a b 1 ,
则 Y aX1 就bX是2 总体均值μ的无偏估计;试确定系数 a 和 b 的大小, 可使方差 D(Y ) 取最小值.
退出
对概率分布中的未知参数, 若不能利用分布的归一性、随机变量的独立性、 特定取值概率间的特定联系等条件,对参数的具体大小进行确定, 那就不得不改从总体中抽取适度容量样本的方式、 通过对样本中所含的个体进行恰如其分的数学处理，来
直接猜测和推断参数的具体大小. 怎样的数学处理才叫恰如其分？怎样进行推断才令人可信？
,
D(Xi ) E2(Xi ) 2 2 , E(X 2) D(X ) E2(X )
12
n
2
,
∴ 1
E [
(S2)
n
(
1 n
2 2
[ 1i )
n
1
n
E( (1
X
参数点估计
例 1 设总体 X 服从参数为λ 的指数分布，其中参
数λ 未知， (X1, X2,, Xn) 是来自总体的一个样本，
求参数λ 的矩估计量.
解: 其概率密度函数为
f
(x,
)
e x
,
x0
0, x 0
总体X的期望为 E( X ) xexdx 1
0
从而得到方程
设 (x1, x2,, xn ) 为总体 X 的一个样本观察值,若似然函数
n
L(1 ,2 ,,k ) L( x1 , x2 ,, xk ;1 ,2 ,,k ) f ( xi ;1 ,2 ,,k ) i 1
将其取对数,然后对1,2 ,,k 求偏导数,得
ˆ1 X;
ˆ 2
1 2
X1
1 3
X2
1 6
X3;
ˆ3 X1
且ˆ1较ˆ2 , ˆ3都有效.
证明 显然有 E(ˆ1 ) E(ˆ2 ) E(ˆ3 ) 且 D(ˆ1 ) D( X ) D( X ) / 3
D(ˆ2 ) D( X1 / 2 X 2 / 3 X 3 / 6) 14D( X ) / 36
设总体的分布类型已知,但含有未知参数θ .设 (x1, x2 ,, xn ) 为总体 X 的一个样本观察值，若似然函数 L( ) 关于θ 可导. 令 d L( ) 0
d
解此方程得θ的极大似然估计值ˆ(x1, x2,, xn ) , 从而得到θ的极大似然估计量ˆ(X1, X2,, Xn) .
又由于 X1, X 2 ,, X n 相互独立且都服从泊松分布
于是有
E(ˆ1)
E(
X
参数的点估计
例2 设X1,X2,…Xn是取自总体X的一个样本 其中 >0,
求 的最大似然估计值. 解 似然函数为
对数似然函数为
对数似然函数为 求导并令其为0
=0
从中解得
即为 的最大似然估计值 .
=0
得 即为 p 的最大似然估计值 . 从而 p 的最大似然估计量为
求最大似然估计的一般步骤是：
(1) 由总体分布导出样本的联合分布律(或联 合密度);
(2) 把样本联合分布律 ( 或联合密度 ) 中自变 量看成已知常数,而把参数 看作自变量,得到似然 函数L( );
(3) 求似然函数L( ) 的最大值点(常常转化为 求ln L( )的最大值点) ，即 的最大似然估计;
达到最大值的
称 为 的最大似然估计值 . 而相应的统计量 称为 的最大似然估计量 .
说明： 求似然函数L( ) 的最大值点，可以应用 微积分中的技巧。由于ln(x)是 x 的增函数, lnL( ) 与L( )在 的同一值处达到它的最大值，假定 是一实数，且lnL( )是 的一个可微函数。通过 求解方程：
(4) 在最大值点的表达式中, 用样本值代入就 得参数的最大似然估计值 .
例6 设总体 X ~N( ) , 未知 . 是来自 X 的样本值 , 试求 的最大似然估计量 .
解 X 的概率密度为
似然函数为
于是
(2π)n 2(σ 2 )n 2 exp[ 1 n
2σ 2 i1
( xi μ)2]
LnL n ln(2π) n ln σ2 1
这里我们主要介绍前面两种方法 .
1. 矩估计法
矩估计法是英国统计学家K.皮尔逊 最早提出来的 . 由辛钦大数定律 ,
若总体 的数学期望
第5章 参数估计及点估计
第5章参数估计及点估计5.1考点归纳一、点估计1．矩估计法（1）定义设X为连续型随机变量，其概率密度为，或X为离散型随机变量，其分布律为，其中为待估参数，，，，是来自X的样本，假设总体X的前k阶矩或（X离散型）存在，其中，＝1，2，…，k．一般来说，它们是的函数，基于样本矩依概率收敛于相应的总体矩（＝1，2，，k），样本矩的连续函数依概率收敛于相应的总体矩的连续函数，我们就用样本矩作为相应的总体矩的估计量，而以样本矩的连续函数作为相应的总体矩的连续函数的估计量，这种估计方法称为矩估计法．（2）矩估计法的具体做法设这是一个包含k个未知参数的联立方程组，一般来说，可以从中解出，得到以分别代替上式中的，i＝1，2，…，k，就以，i＝1，2，…，k，分别作为，＝1，2，…，k的估计量，这种估计量称为矩估计量，矩估计量的观察值称为矩估计值．2．克拉默-拉奥（Cramer-Rao）不等式（1）克拉默一拉奥不等式克拉默一拉奥不等式设ξ1，ξ2，…，ξn为取自具有概率函数f（x；0），θ∈Θ={θ：a<0<b}的母体ξ的一个子样，a，b为已知常数，a可以取－∞，b可以取＋∞。
又η=u（ξ1，ξ2，…，ξn）是g（θ）的一个无偏估计，且满足正则条件：①集合{x：f（x；0）>0}与0无关；②与存在，且对一切θ∈Θ，；③令称为信息量，则等式成立的充要条件为存在一个不依赖于但可能依赖于θ的K，使得等式依概率1成立。
特别当g（θ）=θ时，上式可化为：称它为克拉默—拉奥不等式。
也称为信息不等式。
（2）重要性质及定义①性质：若则②定义a．若θ的一个无偏估计使克拉默一拉奥不等式中等式：成立，则称的有效估计。
b．若的一个无偏估计，且克拉默一拉奥不等式下界存在，则称下界与的比为估计的有效率，这里。
c．若当时，一个估计的有效率则称为参数的渐近有效估计。
3．拉奥-勃拉克维尔（Rao-Blackwell）定理（1）拉奥-勃拉克维尔定理设ξ与η是两个随机变量，且Eη＝μ，Dη＞0．设ξ＝x条件下叼的条件期望，则（2）相关定理设ξ1，ξ2，…，ξn是取自一个母体ξ的子样，ξ有概率函数，且是θ的一个充分统计量，不仅是η的函数，且Eη2＝θ，则是θ的充分统计量的函数，其均值＝0，方差。
参数估计的方法与原理
参数估计的方法与原理参数估计是统计学中的重要概念，用于根据样本数据来估计总体参数的值。
在统计分析中，我们经常需要通过对样本数据的分析来推断总体的性质。
而参数估计的方法和原理则帮助我们确定如何从样本数据中得出总体参数的估计值。
一、参数估计的概念参数估计是统计学中的基本问题，在研究中起到了至关重要的作用。
参数是用来描述总体特征的数值，如平均值、方差等。
参数估计则是根据从总体中抽取的样本数据，对总体参数进行估计。
参数估计可以分为点估计和区间估计两种方式。
1. 点估计点估计是通过样本数据得到总体参数的一个单一数值估计。
常用的点估计方法包括最大似然估计和矩估计。
最大似然估计是指在给定模型的条件下，选择使观测数据出现的可能性最大的参数值作为估计值。
矩估计则是通过样本矩对总体矩的估计来得到参数的估计值。
2. 区间估计区间估计是指对总体参数进行一个区间的估计，该区间包含了真实参数值的可能范围。
常用的区间估计方法有置信区间估计和贝叶斯区间估计。
置信区间估计是通过样本数据得到参数的一个区间估计，该区间中的值有一定的置信度可以包含真实参数值。
贝叶斯区间估计则基于贝叶斯定理，通过样本数据和先验信息来得到参数的一个区间估计。
二、参数估计的方法参数估计的方法包括最大似然估计、矩估计、贝叶斯估计等。
不同的方法适用于不同的情况和模型。
1. 最大似然估计最大似然估计是一种常用的参数估计方法，它假设样本数据是独立同分布的。
最大似然估计的基本思想是找到使观测数据概率最大的参数值。
具体而言，最大似然估计是通过求解目标函数的最大值来得到参数的估计值。
最大似然估计具有一致性、渐进正态性等良好的统计性质，在实际应用中广泛使用。
2. 矩估计矩估计是一种基于样本矩对总体矩的估计来得到参数的方法。
矩估计的基本思想是将总体矩与样本矩相等，然后解方程得到参数的估计值。
矩估计方法简单易用，但在样本较小或模型复杂的情况下可能存在偏差较大的问题。
3. 贝叶斯估计贝叶斯估计是一种基于贝叶斯定理的参数估计方法，它将样本数据和先验信息结合起来得到参数的估计值。
7.1 参数的点估计
总体矩，样本矩回顾：
设 X 是总体，X1，X2，…，Xn是来自 X 的一个样本：
则总体 X 的 k 阶原点矩，记作 k E(X k )
总体 X 的 k 阶中心矩，记作 Vk E[X E(X )]k
样本的 k 阶原点矩，记作
Ak
1 n
n i 1
Xik
样本的 k 阶中心矩，记作
ˆ max{ xi }
小结
两种点估计方法:
矩估计法 最大似然估计法
用矩估计法估计参数通常比较方便，便于实 际应用，但所得估计的优良性有时比较差。
最大似然估计法使用时常常要进行比较复杂 的计算，然而得到的估计在许多情况下具有优良 性，它是目前仍然得到广泛使用的一种方法。
7.1.3 点估计标准
要了解这批灯泡的质量就要估计μ 和σ2的值。
例子：某电话交换台在1小时内接到的呼叫次数为Y Y~P(λ )，但 λ 未知. 某人想知道该电话交换台在1小时内呼叫10次 的概率，必须先估计λ 的值。
问题产生背景
在总体分布类型已知的情况下，如何从样本估 计总体分布中的未知参数就成为数理统计的基 本问题之一。
aˆ X 3B2 , bˆ X 3B2
例7.1.4 设总体X的均值μ 及方差σ 2都存在,且 有σ 2 >0，但μ ,σ 2 均未知. X1,X2,…,Xn 是来自总 体X的样本,求μ,σ2的矩估计量.
解 先求总体的一阶和二阶原点矩：
1 E(X ) ,
2 E(X 2 ) D(X ) E(X )2 2 ,
无偏性表示 ˆ 围绕被估参数 而摆动，以 致平均误差为零，即用ˆ 估计 没有系统
性误差。
例7.1.10 若X ~ U [0 , θ], 证明：
参数的点估计及区间估计
参数的点估计及区间估计1.点估计点估计是通过样本数据得出一个单一的数值作为参数的估计值。
常见的点估计方法有最大似然估计、矩估计等。
最大似然估计是通过寻找参数值，使得给定样本出现的可能性最大化，从而估计参数的值。
矩估计则是通过样本矩的估计值来估计参数的值。
点估计的优点是简单直观，计算方便，但它只给出了一个数值，无法反映参数估计的准确程度。
2.区间估计区间估计是通过样本数据得出一个区间，该区间内的值有一定概率包含着未知参数的真实值。
常见的区间估计方法有置信区间、预测区间等。
置信区间是通过样本数据得出一个区间，该区间内的值有一定程度的置信度来包含着未知参数的真实值。
预测区间是通过样本数据得出一个区间，该区间内的值有一定程度的置信度来包含着新的观测值。
区间估计的优点是可以反映参数估计的不确定性，给出了一个范围，但计算复杂，要求样本量较大。
对于点估计和区间估计，我们需要考虑一些概念和原则：1.无偏性：一个点估计量如果在大样本下的期望等于被估计参数的真实值，则称其为无偏估计量。
无偏估计量估计的是总体参数的中心值。
2.有效性：如果两个估计量都是无偏估计量，但一个估计量的方差较小，则称这个估计量为有效估计量。
3.一致性：一个估计量如果在样本量趋向于无穷大时，以概率1收敛于被估计参数的真实值，则称该估计量为一致估计量。
4.置信水平：置信区间是估计参数范围的一种方法，置信水平是指在重复抽样条件下，这个估计参数范围包含真实参数的概率。
总结起来，点估计提供了一个单一的参数估计值，简单直观，但没有反映参数估计的准确程度；区间估计提供了一个范围，可以反映参数估计的不确定性，但计算较复杂。
在实际应用中，可以根据问题的具体要求选择适当的估计方法，或者同时使用点估计和区间估计方法来对参数进行估计。
参数估计公式点估计与区间估计方法的公式整理
参数估计公式点估计与区间估计方法的公式整理在统计学中，参数估计是通过从样本数据中获得的统计量推断总体参数值的方法。
通过参数估计，我们可以利用样本数据来了解总体的特征。
参数估计有两种主要方法，即点估计与区间估计。
本文将对参数估计的公式进行整理，包括点估计和区间估计的常用方法。
一、点估计公式点估计是用样本数据来估计总体参数的方法，其中最常用的是样本均值和样本方差。
下面是一些常见的点估计公式：1. 样本均值的点估计公式总体均值的点估计通常由样本均值给出。
假设我们有一个样本数据集X={x₁, x₂, ..., xn}，其中n是样本大小。
总体均值μ的点估计公式为：μ̂= (x₁ + x₂ + ... + xn) / n2. 样本方差的点估计公式总体方差的点估计通常由样本方差给出。
假设我们有一个样本数据集X={x₁, x₂, ..., xn}，其中n是样本大小。
总体方差σ²的点估计公式为：σ̂² = ((x₁ - μ̂)² + (x₂ - μ̂)² + ... + (xn - μ̂)²) / (n - 1)3. 样本比例的点估计公式总体比例的点估计通常由样本比例给出。
假设我们有一个二分类样本数据集X={x₁, x₂, ..., xn}，其中n是样本大小，p是正例的比例。
总体比例p的点估计公式为：p = (x₁ + x₂ + ... + xn) / n二、区间估计公式区间估计是用来估计参数的可信区间的方法，即给出参数值的一个范围。
下面是一些常见的区间估计公式：1. 总体均值的区间估计公式总体均值的区间估计可以使用置信区间进行。
假设我们有一个样本数据集X={x₁, x₂, ..., xn}，其中n是样本大小，s是样本标准差，Z是对应于所需置信度的Z分位数。
总体均值μ的置信区间估计公式为：μ̂± Z * (s / √n)2. 总体比例的区间估计公式总体比例的区间估计可以使用置信区间进行。
第二章 参数点估计
于是p未知的，根据极大似然原理，我们应选 择p使得(2.3)表示的概率尽可能大。
太原理工大学 景英川
第二章 参数点估计
将(2.3) 看作未知参数p的函数，用L(p)表示，称作 似然函数，亦即
(2.4) 要求(2.4)的最大值点不是难事，将(2.4)两端取对 数并关于p求导令其为 0，即得如下方程： ln L( p) xi n xi (2.5) 0
第二章
参数点估计
第二章 参数点估计
在上一章中，我们主要讲述了统计量的几个常用抽 样分布及充分统计量。我们回想一下，引进统计量的目 的在于对感兴趣的问题进行统计推断，而在实际中，我 们感兴趣的问题多是以分布族中的未知参数出现的。当 然，在所考虑的分布族中，也可能会有一些未知参数并 不是我们感兴趣的，我们称这样的参数为讨厌参数。从 本章开始，我们将讨论感兴趣参数的估计和检验问题。 在参数统计中，人们主要从三个方向进行研究：一 是参数的估计问题；二是参数的假设 检验；三是统计量 的抽样分布。几个常用的抽样分布我们已在上一章介绍 过，本章将开始介绍参数的估计问题。
太原理工大学 景英川
第二章 参数点估计
例 2.1 对某型号的 20 辆汽车记录其每加仑汽 油的行驶里程（公里），观测数据如下：
29.8 27.6 28.3 27.9 30.1 28.7 29.9 28.0 27.9 28.7 28.4 27.2 29.5 28.5 28.0 30.0 29.1 29.8 29.6 26.9
不难推出 由此即可得到a,b的矩估计：
a x 3s, b x 3s
太原理工大学 景英川
第二章 参数点估计
若从均匀总体U(a,b)获得如下一个 容量为 5 的样本：4.5 5.0 4.7 4.0 4.2， 经计算，有
参数的区间估计和点估计
参数的区间估计和点估计在统计学中，参数是描述总体的量，如总体均值、总体方差等。
当我们研究总体时，除了掌握总体参数的点估计外，我们还需要对总体参数进行区间估计。
本文就对参数的区间估计和点估计进行详细的介绍。
一、参数点估计参数点估计是指用样本数据推断出总体参数的一个近似值。
比如，从总体中抽取一些样本，计算出它们的平均值，把这个平均值作为总体均值的近似值。
常用的参数点估计方法有：1.极大似然估计极大似然估计法是指假设参数值已知，用样本数据来确定这个参数估计值，即找到一个参数估计值，使得这个参数值下，样本的似然函数取得最大值。
例如，抛硬币实验中，随机变量X表示正面出现的次数。
当硬币的正面概率p未知时，用样本求出p的极大似然估计，即：P（X=k|p） = Cnkp^k(1-p)^(n-k)为了找到样本数据下的极大似然估计值，将似然函数求导，令导数等于0，求得估计值。
在实际中，极大似然估计可以被广泛应用于估计均值、方差、参数等。
2.矩估计矩估计是利用样本的矩来推断总体参数的方法。
常见的矩估计方法有：（1）样本均值估计总体均值。
用矩估计法时，对于同一参数，不同样本可能得到不同的结果，但随着样本数的增加，结果会更加接近。
1.基于正态分布的参数区间估计如果总体服从正态分布，且总体方差未知，我们通常采用t分布来进行参数区间估计。
我们假设一个区间，称之为置信区间，该区间可以以某个概率（置信度）包含总体参数，置信度通常取0.9或0.95或0.99等常用值。
置信区间估计是指在某个置信度下，估计出总体参数的一个区间，称这个区间为置信区间。
置信区间可以通过以下步骤计算。
（1）计算样本平均数和标准差，以此估计总体均值和总体标准差，分别记为X和S。
（2）确定置信度和自由度n-1，从t分布表中查找t分布值tα/2。
（3）计算置信区间：X - ts/√n ≤ $\mu$ ≤ X + ts/√n，其中t为样本t统计量，s为标准差，n为样本量，α/2为置信水平。
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列方程得
解方程得
ˆ 2X ˆ a b 2 2 ˆ ˆ b a 12[ X ( X ) ]
若记
n n 1 1 2 2 Sn ( X i X )2 , 易得Sn X i2 ( X )2 X 2 ( X )2 n i 1 n i 1 ˆa 于是 b ˆ 12S , 解上述方程组得
来求极大似然估计量.
例1.设X1， … ， Xn为取自参数为的泊松分 布总体的样本，求的极大似然估计
解 设 x1 , x2 ,
, xn 是相应与样本X1， … ， Xn
的一个样本值，X的分布律为 x P{ X x} e , 0, x 0,1, 2, 似然函数为 n xi L ( xi , ) e i 1 xi ! 而
例2：设X1， … ， Xn为取自参数为1/的指数分布 总体的样本，求的矩估计。 解 因为 X
e( ), 所以
1
E( X )
从而
ˆ X.
1 e 例3。设总体X的概率密度为 f ( x ) 2 X1， … ， Xn为样本，求参数的矩估计。
解 总体分布X的一阶原点矩 x x 0 x x E ( X ) xf ( x)dx e dx e 2 0 2
L( xi ; ) e
i 1
n
1
xi
1 e
n
n 1 xi i1
而
ln L n ln
x
i 1
1
n
i
似然方程为 d n 1 n ln L 2 xi 0 d i 1
x!
n i 1
xi
i 1
n
( x !)
i
e n
n n ln L xi ln ln( xi !) n i 1 i 1
似然方程为
n 1 ˆ xi x , 解得λ的极大似然估计值为 n i 1
故λ的极大似然估计量为
2 E ( X ) , D ( X ) , 解 由总体X的矩
列方程 解此方程得
ˆ ˆ E (X ) X 2 2 2 2 ˆ ˆ ˆ E ( X ) X
ˆX 2 2 2 2 ˆ X ( X ) S n
1 n E[( X i )2 ] E[( X ) 2 ] n i 1
1 n D( X i ) D( X ) n i 1
1 n 1 n D( X i ) D( X i ) n i 1 n i 1
1 n 1 D( X i ) 2 n i 1 n
第五章 参数估计
点估计 估计量的评选标准 区间估计 正态总体参数的区间估计
5.2
5.1 点估计
一、参数估计的概念
定义 设总体X的分布函数 F ( x, ) 的形式为已知， 为待估参数。 X1, X 2 , X n 是总体X的一个样本， x1 , x2 , xn 是相应的一个样本值。构造一个适当 ˆ( X , X , X ), 用它的观察值 ˆ( x , x , x ), 的统计量
例5. 设X1 , , X n ~ U (a, b), a b, 试求 a 和 b .
解 由于总体 X
iid
^
^
U (a, b), 则其概率密度为
a xb 其他
2 2
因为
1 f ( x) b a , 0,
a b (b a) a b 2 2 E( X ) , E( X ) D( X ) [ E( X )] 2 12 2
而当 L 0时
ln L n ln
显然似然方程
无解。这说明当 L 0时，不存在导数为零的点.
但是，不存在导数为零的点并不等于说L没有最大 值。从L=1/θn可以看出，θ的值越小，L的值越大， 而θ不能无限地小下去。因为 max( x1, x2 , 所以，只有当
d n ln L 0 d
x
所以不可用，我们再计算二阶原点矩 2 x 2 x 0 x x E ( X 2 ) x 2 f ( x)dx e dx e 2 0 2 2 2
2
2
0
可选用，因此
ˆ
A2 . 2
例4：设X1， … ， Xn为取自 N (, 2 ) 总体的 样本，求参数 , 2 的矩估计。
d ln L d
x
i 1
n
i
n 0
ˆ X,
例2：设X1， … ， Xn为取自 N (, 2 ) 总体的 样本，求参数 , 2 的极大似然估计。 解 X的概率密度为
1 1 2 f ( x; , ) exp 2 ( x ) 2 2
由于g(x1， … ， xn) 是实数域上的一个点， 现用它来估计， 故称这种估计为点估计。 点估计的经典方法是矩估计法与极大似然估 计法。
二、矩估计法（简称“矩法”）
定义5.1：.用样本矩作为总体同阶矩的估计，即
1 n E ( X ) X ik . n i 1
k
从而得到参数的估计量的方法叫矩估计法，这样 的估计量称为矩估计量
令
1 n ln L 2 xi n 0 i 1 n n 1 2 ln L ( x ) 0 i 2 2 2 2 2 2( ) i 1
1 n 1 n 2 2 因此 ˆ xi x , ˆ ( xi x )2 Sn . n i 1 n i 1
定义5.2
设总体X属连续型，其概率密度为
f ( x,1 ,2 , k ), 其中 1 ,2 ,
X1 , X 2 ,
密度为 令
L( x1 , x2 ,
n
k 是未知参数，
, X n 为来自总体X的样本，它的联合分布
f ( x ; , ,
i 1 i 1 2
,k )
n
xn ;1 , 2 , k ) f ( xi ;1 , 2 ,
1 2 n 1 2 n
ˆ( X , X , X )为 作为未知参数 的近似值，则称 1 2 n ˆ( x , x , x ) 为 的估计值。 的一个估计量，称 1 2 n
注：F(x;)也可用分布律或密度函数代替.
若x1， … ， xn是样本的一个观测值,则
ˆ g(x , , x )称为 的估计值 , 1 n
1 n X X i 是总体均值μ的无偏估计量，但样本二阶中心矩 n i 1
n 2 1 2 2 不是方差 的无偏估计量，而为渐近 Sn ( X i X ) n i 1
^ ^ ^ ^
例5 设X1,X2,..Xn是来自总体X的样本，则样本均值
无偏估计
证
1 n 1 n E ( X ) E ( X i ) EX i E ( X ), n i 1 n i 1
约定：若 是未知参数的矩估计，则g()的矩
估计为g( ),
例1：设X1， … ， Xn为取自总体B(m,p)的样本， 其中m已知，0<p<1未知，求p的矩估计。
解 因为总体X 所以
B(m, p), 所以
E ( X ) mp,
ˆ p 1 ˆ 1 E( X ) X m m
2 2 n
似然函数为
L( x; , )
i 1
1 1 exp 2 ( xi ) 2 2 2
n 2
而
n 1 2 2 (2 ) exp 2 (xi ) 2 i 1 n n 1 n 2 ln L ln(2 ) ln 2 ( xi )2 2 2 2 i 1
n
ˆ X 3Sn a ˆ X 3S b n
三、极大似然估计法
1、极大似然思想 有两个射手，一人的命中率为0.9,另一人的 命中率为0.1,现在他们中的一个向目标射击了一 发，结果命中了，估计是谁射击的？ 一般说，事件A发生的概率与参数有关，取值 不同，则P(A)也不同。因而应记事件A发生的概率 为P(A|).若A发生了，则认为此时的值应是在中 使P(A|) 达到最大的那一个。这就是极大似然思想
n 1 2 ˆ X , ˆ 2 ( X i X ) 2 Sn n i 1
解得
, 2
的极大似然估计量为
例3：设X1， … ， Xn为取自参数为的指数分布 总体的样本，求的极大似然估计
解 设 x1 , x2 ,
, xn 是相应于样本X1， … ， Xn的一个
样本值，X的概率密度为 x 1 e , x0 f ( x; ) 其他 0, 似然函数为
n 1 ˆ xi x . n i 1 ˆX 故参数λ的极大似然估计量为
解得
注3：由似然方程解不出的似然估计时，可由定 义通过分析直接推求。事实上 MLE 满足
ˆ ) max L( ) L( MLE
例4：设X1， … ， Xn为取自 U(0,) 总体的样 本， >0未知，求参数 的极大似然估计。 解 设x1,x2,…xn是来自样本X1， … ， Xn的一个样本 值，似然函数 n 1 1 L( xi ; ) n , 0 xi , i 1, 2, , n i 1
ln L 0, i 1, 2, i ,k
方程组