3.3(选)第三章-区间估计-点估计-样本量估计-缺区估计
区间估计 (3)ppt课件
当两样本为成对资料时，在置信度为P＝1- α 时，两总体平均数差数µ 1-µ 2的置信区间可估 计为：
0+1.96x
临界值
u x
P ( 1 . 96 x 1 . 96 ) 0 . 95 x x
P ( x 1 . 96 ) P ( x 1 . 96 ) 0 . 05 x x
P ( 2 . 58 x 2 . 58 ) 0 . 99 x x
当为大样本时，不论总体方差σ2为已 知或未知，可以利用样本平均数 x 和总体 方差σ2作出置信度为P＝1-α的中体平均数 的区间估计为：
( L x u , L x u ) 1 2 x x
其置信区间的下限L1和上限L2为
L u 1 x x
L u 2 x x
总体平均数的点估计L为：
L x tsx
tа为正态分布下置信度P＝1－ α时的t临界值
蛋白质含量的点估计为：
L x u 14 . 5 1 . 96 0 . 50 14 . 5 0 . 98 x
说明小麦蛋白质含量有95％的把握落在13.52％～ 15.48％的区间里。
P ( x 2 . 58 ) P ( x 2 . 58 ) 0 . 01 x x
P ( x 1 . 96 x 1 . 96 ) 0 . 95 x x
P ( x 2 . 58 x 2 . 58 ) 0 . 99 x x
总体平均数的点估计未知时，
σ2需由样本方差s2来估计，于是置信度为P
＝1-α的总体平均数μ的置信区间可估计为
( x t s , x t s ) x x
概率与统计中的点估计与区间估计
概率与统计中的点估计与区间估计概率与统计是一门应用广泛的学科，通过对数据的收集、整理和分析，可以得到对现实世界的认知和预测。
在概率与统计中，点估计与区间估计是两个重要的概念，它们在估计参数值和确定参数范围上起到了关键的作用。
一、点估计点估计是利用样本数据来估计总体参数值的方法。
总体是研究对象的全体，而样本是总体的部分表现。
通过对样本数据的分析，我们可以得到对总体特征的估计值。
点估计的目标是找到一个统计量，使得它的期望值等于待估参数，即使得样本平均值等于总体均值、样本方差等于总体方差。
点估计的常见方法有最大似然估计和矩估计。
最大似然估计是在给定样本下，选择参数值使得观测到的样本出现的概率最大化。
而矩估计是利用样本矩和总体矩之间的关系，通过求解方程来得到参数的估计值。
这两种方法在实际应用中具有很好的性质和效果。
二、区间估计区间估计是对总体参数的取值范围进行估计。
与点估计不同，区间估计提供了参数可能的取值范围，而不仅仅是一个估计值。
通过给出置信区间，我们可以以一定的置信水平确定参数的范围。
在区间估计中，置信水平是一个很重要的概念。
置信水平是指在重复抽样的情况下，估计参数的置信区间包含真实参数的比例。
常见的置信水平有95%和99%，其含义是在100次重复抽样中，有95次（99次）的置信区间包含真实参数值。
确定置信区间的方法有多种，其中最常见的是基于正态分布的方法。
当样本容量较大时，根据中心极限定理，可以使用正态分布近似总体分布，以样本统计量的抽样分布来确定置信区间。
此外，还有基于t分布的方法，对于小样本情况，使用t分布更准确。
三、点估计与区间估计的关系点估计与区间估计是概率与统计中密切相关的两个概念。
它们相辅相成，点估计提供了参数的单个估计值，而区间估计提供了参数的取值范围。
点估计通常是区间估计的基础，通过点估计得到的估计值可以用于构建置信区间。
比如，当我们对某总体的均值进行点估计时，可以使用样本均值作为参数的估计值，并结合样本标准差构建置信区间。
点估计与区间估计方法例题和知识点总结
点估计与区间估计方法例题和知识点总结在统计学中，点估计和区间估计是非常重要的概念和方法，它们帮助我们从样本数据中推断总体的特征。
下面，让我们通过一些具体的例题来深入理解这两种估计方法，并对相关知识点进行总结。
一、点估计点估计是用样本统计量来估计总体参数。
常见的点估计方法有矩估计法和最大似然估计法。
例如，假设我们要估计一个总体的均值。
我们从这个总体中抽取了一个样本，样本均值为 10。
那么，我们就可以用样本均值 10 作为总体均值的点估计值。
再比如，对于一个服从正态分布的总体，其概率密度函数为$f(x) ＝＼frac{1}｛＼sigma\sqrt{2\pi}｝e^｛＼frac{（x ＼mu)＾2}｛2\sigma^2}｝＄，其中＄＼mu$ 是均值，＄＼sigma$ 是标准差。
如果我们有一组样本数据，通过最大似然估计法，可以求得使得样本出现概率最大的＄＼mu$ 和＄＼sigma$ 的估计值。
点估计的优点点估计方法简单直接，能够快速给出一个估计值。
点估计的缺点点估计没有给出估计值的误差范围，无法了解估计的精度。
二、区间估计区间估计则是在点估计的基础上，给出一个区间，使得总体参数有一定的概率落在这个区间内。
以估计总体均值为例，我们通常使用的是置信区间。
如果我们要构造一个置信水平为 95%的置信区间，意味着如果我们多次重复抽样并计算置信区间，那么大约 95%的置信区间会包含总体均值。
假设我们抽取了一个样本容量为 n 的样本，样本均值为＄＼overline{x}＄，样本标准差为 s。
当总体标准差＄＼sigma$ 已知时，总体均值＄＼mu$ 的置信区间为：＄＼overline{x} ＼pm z_{＼alpha/2}＼frac{＼sigma}｛＼sqrt{n}｝＄，其中＄z_{＼alpha/2}＄是标准正态分布的分位数。
当总体标准差＄＼sigma$ 未知时，我们用样本标准差 s 代替，此时总体均值＄＼mu$ 的置信区间为：＄＼overline{x} ＼pm t_{＼alpha/2}（n 1)＼frac{s}｛＼sqrt{n}｝＄，其中＄t_{＼alpha/2}（n 1)＄是自由度为 n 1 的 t 分布的分位数。
点估计与区间估计的概念
点估计与区间估计的概念统计学是研究收集、整理、分析、解释数据的学科。
在统计分析中，点估计和区间估计是重要的概念。
本文将介绍点估计和区间估计的含义和应用，并探讨它们在统计推断中的作用。
一、点估计点估计是一种利用样本数据估计总体参数的方法。
总体参数是指关于总体某个特征的数值度量，例如总体均值、总体比例等。
通过抽取一个或多个样本，统计学家可以使用样本统计量来估计总体参数。
点估计的目标是通过样本数据得到尽可能接近总体参数的估计值。
一个常用的点估计方法是使用样本均值作为总体均值的估计值。
假设我们要估计某商品的平均价格，我们可以通过随机抽取一些商品并计算它们的平均价格来得到一个点估计。
然而，点估计并不完美。
由于点估计仅使用单个值来估计总体参数，它无法提供关于估计值的可信度信息。
因此，为了更好地评估估计的准确性，我们需要使用区间估计。
二、区间估计区间估计是一种利用样本数据构建一个区间范围，使得总体参数有一定概率落在该范围内的方法。
与点估计不同，区间估计提供了总体参数估计值的置信区间，即估计参数与真实参数之间的一定范围。
区间估计有两个关键要素：置信水平和置信区间。
置信水平是一个概率，表示我们对估计结果的可信程度。
常用的置信水平是95%或99%。
置信区间是一个包含参数估计值的范围，根据样本数据计算得出。
例如，假设我们随机抽取一批学生的成绩，想要估计全校学生的平均成绩。
通过计算样本均值和标准差，我们可以构建一个置信水平为95%的置信区间，例如（80，85），表示我们有95%的信心认为全校学生的平均成绩在80到85之间。
区间估计的优势在于能够提供对估计结果的置信度信息。
当置信水平提高时，置信区间会变得更宽，因为我们对估计结果的可信程度要求更高。
三、点估计与区间估计的应用点估计和区间估计在统计分析中有广泛的应用。
它们可以用于研究各种领域的问题，例如医学、经济学和社会科学等。
在医学研究中，点估计和区间估计可以用于估计一种药物的治疗效果。
3-33区间估计-PPT课件
解：已知Ｘ~N(，102)，n = 25, 1- = 95%， u1-/2=1.96。根据样本数据计算得： 。由于是正态总体，且方差已知。总 x 105 . 36 体均值 在 1- 置信水平下的置信区间为
xu 1 2
Байду номын сангаас
10 105 .36 1 .96 n 25 105 .36 3 .92 101 .44 ,109 .28
2 2 ( n 1 ) S ( n 1 ) S 2 , 2 ( n 1 ) ( n 1 ) 1 2 2 注：两边开方即得到 的置信区间
( 3 )
(4) 当 已知时, 方差 2 的 置信区间（这种情况在实际中很少 ） 2 n X 2 i ~ (n ) ， 由概率 取枢轴量 Q
α(0< α <1)，对任意的θΘ,有
ˆ P { } 1 L
则称 ˆ L 是θ 的置信水平为 1- α的(单侧)置信下限.
ˆ ˆ( 定义4: 设 是统计量, 若对给定的 ,..., X ) U UX 1 n
α(0<α<1), 对任意的θΘ, 有
ˆ} P { 1 U
总体方差的区间估计 (例题分析)
【例 3 】一家食品生产企业以生产袋装食品为主，现从 某天生产的一批食品中随机抽取了25袋，测得每袋重量 如下表所示。已知产品重量的分布服从正态分布。以 95%的置信水平建立该种食品重量方差的置信区间 。
解:已知n＝25，1-＝95% ,根据样本数据计算得 s2 =93.21
投保人平均年龄的置信区间为37.37岁~41.63岁
五. 总体比率的置信区间 (大样本)
• 总体比率 Population Proportion : p ˆ • 样本比率 Sample Proportion: p 如果是大样本，则：
高中数学备课教案数理统计中的区间估计与点估计
高中数学备课教案数理统计中的区间估计与点估计高中数学备课教案：数理统计中的区间估计与点估计在数理统计学中，点估计和区间估计是非常重要的概念。
它们是用来估计总体参数的方法，能够帮助我们从样本数据中了解总体的特征。
本文将重点讨论高中数学备课教案中的区间估计与点估计。
一、点估计点估计是通过样本数据来估计总体参数的方法。
在统计学中，常用的点估计方法有最大似然估计和矩估计，它们可以帮助我们得到一个单一的数值作为总体参数的估计值。
最大似然估计是通过选择使得样本观测值出现的概率最大化的参数值来进行估计。
它建立在样本独立同分布的假设下，通过优化似然函数来找到最优的参数估计值。
最大似然估计通常具有良好的性质，例如无偏性和有效性。
另一种常用的点估计方法是矩估计。
矩估计是通过样本矩的函数来进行参数估计。
例如，通过样本均值来估计总体均值，通过样本方差来估计总体方差等。
矩估计通常比最大似然估计更简单，但有时可能会产生不良的性质，如偏差较大或方差较大等。
二、区间估计区间估计是通过样本数据给出参数估计结果的一个范围，称为置信区间。
与点估计不同，区间估计提供了一个关于总体参数真值可能范围的估计。
在构建置信区间时，我们需要选定一个置信水平，通常选择95%或99%。
置信水平表示在重复采样中，统计方法能够包含真实参数的概率。
例如，95%置信水平意味着在100次独立采样中，有95次的置信区间包含了真实参数。
对于大样本来说，我们可以使用正态分布进行置信区间的构建。
对于小样本，我们需要使用t分布。
构建置信区间的步骤包括计算样本统计量，计算标准误差，找到分布对应的临界值，计算置信区间。
三、应用实例下面以一个实际案例来说明区间估计与点估计在高中数学备课教案中的应用。
假设我们要研究某高中学生的身高分布情况，我们随机抽取了100名学生进行测量。
假设我们想要估计全校学生的平均身高。
首先，我们采用点估计的方法，计算样本均值。
假设我们得到的样本均值为165cm。
03 第三节 置信区间
第三节 置信区间前面讨论了参数的点估计, 它是用样本算出的一个值去估计未知参数. 即点估计值仅仅是未知参数的一个近似值, 它没有给出这个近似值的误差范围.例如, 在估计某湖泊中鱼的数量的问题中, 若根据一个实际样本, 利用最大似然估计法估计出鱼的数量为50000条, 这种估计结果使用起来把握不大. 实际上, 鱼的数量的真值可能大于50000条, 也可能小于50000条.且可能偏差较大.若能给出一个估计区间, 让我们能较大把握地(其程度可用概率来度量之)相信鱼的数量的真值被含在这个区间内, 这样的估计显然更有实用价值.本节将要引入的另一类估计即为区间估计, 在区间估计理论中, 被广泛接受的一种观点是置信区间, 它由奈曼(Neymann)于1934年提出的.内容分布图示★ 引言 ★ 置信区间的概念★ 例1 ★ 例2★ 寻求置信区间的方法 ★ 例3 ★ )10(-分布参数的区间估计 ★ 例4 ★ 单侧置信区间★ 例5 ★ 例6★ 内容小结 ★ 课堂练习 ★ 习题6-3内容要点：一、置信区间的概念定义1 设θ为总体分布的未知参数, n X X X ,,,21 是取自总体X 的一个样本, 对给定的数)10(1<<-αα, 若存在统计量),,,,(),,,,(2121n n X X X X X X θθθθ==使得,1}{αθθθ-=<<P则称随机区间),(θθ为θ的α-1双侧置信区间, 称α-1为置信度, 又分别称θ与θ为θ的双侧置信下限与双侧置信上限.注: 1. 置信度α-1的含义: 在随机抽样中, 若重复抽样多次, 得到样本n X X X ,,,21 的多个样本值),,,(21n x x x , 对应每个样本值都确定了一个置信区间),(θθ, 每个这样的区间要么包含了θ的真值, 要么不包含θ的真值. 根据伯努利大数定理, 当抽样次数充分大时, 这些区间中包含θ的真值的频率接近于置信度(即概率) α-1, 即在这些区间中包含θ的真值的区间大约有)%1(100α-个,不包含θ的真值的区间大约有%100α个. 例如, 若令95.01=-α, 重复抽样100次, 则其中大约有95个区间包含θ的真值, 大约有5个区间不包含θ的真值.2. 置信区间),(θθ也是对未知参数θ的一种估计, 区间的长度意味着误差, 故区间估计与点估计是互补的两种参数估计.3. 置信度与估计精度是一对矛盾.置信度α-1越大, 置信区间),(θθ包含θ的真值的概率就越大, 但区间),(θθ的长度就越大, 对未知参数θ的估计精度就越差. 反之, 对参数θ的估计精度越高, 置信区间),(θθ长度就越小, ),(θθ包含θ的真值的概率就越低, 置信度α-1越小. 一般准则是: 在保证置信度的条件下尽可能提高估计精度.二、寻求置信区间的方法寻求置信区间的基本思想: 在点估计的基础上, 构造合适的函数, 并针对给定的置信度导出置信区间.一般步骤:(1) 选取未知参数θ的某个较优估计量θˆ; (2) 围绕θˆ构造一个依赖于样本与参数θ的函数 );,,,,(21θn X X X u u =(3) 对给定的置信水平α-1,确定1λ与2λ,使,1}{21αλλ-=≤≤u P通常可选取满足2}{}{21αλλ=≥=≤u P u P 的1λ与2λ，在常用分布情况下, 这可由分位数表查得;(4) 对不等式作恒等变形化后为αθθθ-=≤≤1}{P , 则),(θθ就是θ的置信度为α-1的双侧置信区间。
点估计与区间估计方法例题和知识点总结
点估计与区间估计方法例题和知识点总结在统计学中，点估计和区间估计是两种重要的估计方法，用于根据样本数据对总体参数进行推断。
接下来，让我们通过一些具体的例题来深入理解这两种方法，并对相关的知识点进行总结。
一、点估计点估计是用样本统计量来估计总体参数，常见的点估计方法包括矩估计法和最大似然估计法。
例如，假设我们要估计某工厂生产的灯泡的平均使用寿命。
我们抽取了一个样本容量为 n 的样本，其样本均值为`x｀。
那么，我们就可以用样本均值`x｀作为总体均值的点估计值。
再比如，对于一个正态分布总体，其方差的最大似然估计值为样本方差｀s²` 。
点估计的优点是简单直观，但缺点是没有给出估计的精度和可靠性。
二、区间估计区间估计则是在点估计的基础上，给出一个区间，认为总体参数以一定的概率落在这个区间内。
以正态总体均值的区间估计为例，假设总体服从正态分布｀N(μ,σ²)｀，样本容量为｀n` ，样本均值为｀x｀，样本标准差为｀s` 。
当总体标准差｀σ` 已知时，总体均值｀μ` 的置信水平为｀1 α` 的置信区间为：｀（x zα/2 σ/√n, x＋ zα/2 σ/√n)｀其中，｀zα/2` 是标准正态分布的上｀α/2` 分位点。
当总体标准差｀σ` 未知时，用样本标准差｀s` 代替｀σ` ，此时总体均值｀μ` 的置信水平为｀1 α` 的置信区间为：｀（x tα/2(n 1) s/√n, x＋ tα/2(n 1) s/√n)｀其中，｀tα/2(n 1)｀是自由度为｀n 1` 的｀t` 分布的上｀α/2` 分位点。
下面通过一个具体的例题来看看区间估计的应用。
例题：某工厂生产的零件长度服从正态分布，随机抽取16 个零件，测得其长度（单位：cm）分别为：102, 98, 105, 101, 100, 97, 103, 99, 104, 102, 96, 101, 98, 100, 99, 103已知总体标准差｀σ ＝ 02` ，求总体均值｀μ` 的置信水平为 95%的置信区间。
概率论与数理统计课件--区间估计
1 2
2
得2的区间估计为
n
Xi 2
i1
,
2 (n)
2
n
Xi
2
i 1
2 (n)
1 2
小结
总体服从正态分布的均值或方差的区间估计 假设置信水平为1- （4）均值未知，对方差的区间估计
构造2-统计量，查2-分布临界值表，
确定2的双侧分位数 2 (n 1), 2 (n 1)
1 2
2
解 （1）由矩法估计得EX的点估计值为
E¶X x 1 14.6 15.114.9 14.8 15.2 15.1 14.95
6
续解 （2）由题设知X~N（，0.06）
构造U-统计量，得EX的置信区间为
X
u
2
n , X u 2
n
而 x 14.95, 0.06 0.1
n6
当=0.05时，u0.025 1.96
9.22910000 92290 （公斤）
最多准备
10.77110000 107710 （公斤）
正态总体均值已知，对方差的区间估计
如果总体X~N（，2），其中已知，2未知
由 Xi ~ N (0,1) 构造2-统计量
n
2
n i1
X
i
2
i 1
Xi 2
2
~ 2 (n)
查2- 分布表，确定双侧分位数 2 (n), 2 (n)
区间估计的思想
点估计总是有误差的，但没有衡量偏差程度的量， 区间估计则是按一定的可靠性程度对待估参数给出一个 区间范围。
引例 设某厂生产的灯泡使用寿命X~N（，1002），现 随机抽取5只，测量其寿命如下：1455，1502，1370， 1610，1430，则该厂灯泡的平均使用寿命的点估计值为
心理统计名词解释点估计和区间估计
心理统计名词解释：1. 点估计点估计是一种通过样本数据估计总体参数的方法。
在心理统计学中，研究者通常只能获得一部分总体数据，因此需要利用样本数据来估计总体的特征。
点估计就是利用样本数据计算出一个数值作为总体参数的估计值，常见的点估计方法包括最大似然估计和矩估计。
2. 区间估计区间估计是一种用来估计总体参数范围的方法。
与点估计不同，区间估计不仅给出了参数的点估计值，还给出了参数估计的置信区间。
置信区间是总体参数的估计范围，通常表示为一个区间，例如(μ-δ, μ+δ)，其中μ为参数的点估计值，δ为置信区间的半径。
心理统计中的点估计和区间估计在研究中具有重要意义。
通过点估计和区间估计，研究者可以对总体的特征进行估计，并对估计结果的可靠性进行评估。
这两种估计方法在量化研究中被广泛应用，对于从样本数据推断总体特征具有重要的参考价值。
点估计和区间估计的应用：3. 点估计的应用在心理统计学中，点估计通常用来估计总体的各种参数，如均值、方差、比例等。
研究者利用样本数据计算出点估计值，并将其作为总体参数的估计值。
在一项实验中，研究者可以利用样本数据计算出实验组和对照组的平均得分，以此作为两组总体均值的估计值。
4. 区间估计的应用区间估计在心理统计学中具有重要意义，它不仅给出了总体参数的估计值，还给出了估计的可靠范围。
研究者通常会根据置信水平选择相应的置信区间，常见的置信水平包括95、99等。
在研究中，研究者可以利用区间估计来估计总体均值的置信区间，从而评估估计结果的可靠性。
点估计和区间估计的特点：5. 点估计的特点点估计给出了总体参数的一个具体数值估计，具有直观性和简单性。
研究者可以通过点估计方便地获得总体参数的估计值，并基于这一估计值进行推断和决策。
然而，点估计也存在一定局限性，它无法提供参数估计的置信范围，使得估计结果的可靠性无法直观评估。
6. 区间估计的特点区间估计不仅给出了总体参数的估计值，还给出了参数估计的可靠范围。
《点估计与区间估计》课件
目录 CONTENTS
• 点估计概述 • 点估计方法 • 区间估计概述 • 区间估计方法 • 点估计与区间估计的比较
01
点估计概述
点估计的定义
点估计
用样本统计量来估计未知的参数，如均值、方差等。
样本统计量
样本均值、样本中位数等。
参数
总体均值、总体方差等。
点估计的分类
有效性
在所有无偏估计中，有效估计应具有最小 的方差。
充分性
如果一个统计量是参数的函数，并且与该 参数的所有其他函数不相关，则称该统计 量为参数的充分统计量。
一致性
当样本容量趋于无穷大时，点估计量的分 布应趋于正态分布。
02
点估计方法
矩估计法
基于样本矩来估计未知参数的方法
矩估计法是一种常用的点估计方法，它通过使用样本矩来估计总体矩，进而求解未知参数。这种方法基于大数定律和中心极 限定理，具有简单、直观和易于计算的特点。
03
区间估计概述
区间估计的定义
区间估计的定义
区间估计是一种统计推断方法，它利用样本 统计量来估计未知参数的可能取值范围。具 体来说，它是以一定的可信度（或置信水平 ）来估计未知参数的取值范围。
区间估计的原理
区间估计基于大数定律和中心极限定理，通 过样本统计量来推断总体参数的可能取值范 围。它利用样本数据的分布特性，结合样本 数量ຫໍສະໝຸດ 置信水平，来计算未知参数的置信区 间。
置信区间法
适用场景
适用于样本量较大、分布较稳定的情况。
注意事项
需要合理选择置信水平和样本量，以确保估计的准确性和可靠性。
预测区间法
总结词
基于回归分析，通过建立自变量与因变量的关系来预 测因变量的取值范围。
第三章 参数估计
第三章 参数估计重点：1.总体参数与统计量2.样本均值与样本比例及其标准误差难点：1.区间估计2.样本量的确定知识点一：总体分布与总体参数统计分析数据的方法包括：描述统计和推断统计（第一章）推断统计是研究如何利用样本数据来推 断总体特征的统计学方法，包括参数估计和假设检验两大类。
总体分布是总体中所有观测值所形成的分布。
总体参数是对总体特征的某个概括性的度量。
通常有总体平均数（ μ）总体方差（σ2 ）总体比例（ π）知识点二：统计量和抽样分布总体参数是未知的，但可以利用样本信息来推断。
统计量是根据样本数据计算的用于推断总体的某些量，是对样本特征的某个概括性度量。
统计量是样本的函数，如样本均值（）、样本方差（ s2）、样本比例（p）等。
构成统计量的函数中不能包括未知因素。
由于样本是从总体中随机抽取的，样本具有随机性，由样本数据计算出的统计量也就是随机的。
统计量的取值是依据样本而变化的，不同的样本可以计算出不同的统计量值。
[例题·单选题]以下为总体参数的是( )a．样本均值b．样本方差c．样本比例d．总体均值答案：d解析：总体参数是对总体特征的某个概括性的度量。
通常有总体平均数、总体方差、总体比例题·判断题：统计量是样本的函数。
答案：正确解析：统计量是样本的函数，如样本均值（）、样本方差（）、样本比例（p）等。
构成统计量的函数中不能包括未知因素。
[例题·判断题]在抽样推断中，作为推断对象的总体和作为观察对象的样本都是确定的、唯一的。
答案：错误解析：作为推断对象的总体是唯一的，但作为观察对象的样本不是唯一的，不同的样本可以计算出不同的统计量值。
（一）样本均值的抽样分布设总体共有n个元素，从中随机抽取一个容量为n的样本，在重置抽样时，共有n n种抽法，即可以组成n n不同的样本，在不重复抽样时，共有个可能的样本。
每一个样本都可以计算出一个均值，这些所有可能的抽样均值形成的分布就是样本均值的分布。
信号检测与估计知识点总结(2)
第三章 估计理论1. 估计的分类矩估计：直接对观测样本的统计特征作出估计。
参数估计：对观测样本中的信号的未知参数作出估计。
待定参数可以是未知的确定量，也可以是随机量。
点估计：对待定参量只给出单个估计值。
区间估计：给出待定参数的可能取值范围及置信度。
(置信度、置信区间) 波形估计：根据观测样本对被噪声污染的信号波形进行估计。
预测、滤波、平滑三种基本方式。
✓ 已知分布的估计✓ 分布未知或不需要分布的估计。
✓ 估计方法取决于采用的估计准则。
2. 估计器的性能评价✧ 无偏性：估计的统计均值等于真值。
✧ 渐进无偏性：随着样本量的增大估计值收敛于真值。
✧ 有效性：最小方差与实际估计方差的比值。
✧ 有效估计：最小方差无偏估计。
达到方差下限。
✧ 渐进有效估计：样本量趋近于无穷大时方差趋近于最小方差的无偏估计。
✧ 一致性：随着样本量的增大依概率收敛于真值。
✧ Cramer-Rao 界： 其中为Fisher 信息量。
3. 最小均方误差准则模型：假定： 是观测样本，它包含了有用信号 及干扰信号 ，其中 是待估计的信号随机参数。
根据观测样本对待测参数作出估计。
最小均方误差准则：估计的误差平方在统计平均的意义上是最小的。
即使达到最小值。
此时 从而得到的最小均方误差估计为： 即最小均方误差准则应是观测样本Y 一定前提下的条件均值。
需借助于条)()(1αα-≥F V ⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂=⎭⎬⎫⎩⎨⎧∂∂-=2212122);,(ln );,(ln )(αααααm m y y y p E y y y p E F )(),()(t n t s t y +=θ)(t n T N ),,,(21θθθθ=),(θts {}{})ˆ()ˆ()ˆ,(2θθθθθθ--=T E e E {}0)ˆ,(ˆ2=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=MSE e E d d θθθθθθθθθd Y f Y MSE )|()(ˆ⎰=件概率密度求解，是无偏估计。
gll13 §3 区间估计
是事先给定的一个小正数，它是指参数估计不准的 概率。 一般设＝0.05或＝0.01 当样本不同时，与2也会不同，而是真实值。 1
P(1 2 )不是落在区间(1, 2 )的概率。 而是随机区间(1, 2 )包含的概率。
2、正态总体 设(X1,...,Xn )是取自总体N(, 2 )的样本 X U N(0,1) n 查表确定u , 使
P U u 1
即 20 (u ) 1 1 0 (u ) 1 2 如＝0.05时，u =1.96
解： 3068 x n=5
s 137020 370.16 n-1=4
0.05查表可得t 2.776
故婴儿平均体重的置信区间为：
370.16 370.16 3068 2.776,3068 2.776 5 5
即 2608.46， 3527.54
例4 对某地家庭收入进行抽样检查，随机抽取100个 家庭，其样本平均值为11900元，据现有资料，总体 家庭收入的标准差是1500元。求置信度为95％的家庭 收入均值的置信区间。 解：n=100 x 11900 1500
u 1.96 1500 1500 置信区间为11900 1.96， 11900 1.96 100 100 即 (11606,12194)
n
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 30
2 P 2 (n) , n自由度
0.99 0.975 0.95 0.05 0.025 0.01 0.03628 0.03982 0.00393 3.84 5.02 6.63 0.0201 0.115 0.297 0.554 0.872 1.24 1.65 2.09 2.56 8.26 15.0 0.0506 0.216 0.484 0.831 1.24 1.69 2.18 2.7 3.25 9.59 16.8 0.103 0.352 0.711 1.145 1.64 2.17 2.73 3.33 3.94 10.9 18.5 5.99 7.81 9.49 11.1 12.6 14.1 15.5 16.9 18.3 42.6 43.8 7.38 9.35 11.1 12.8 14.4 16.0 17.5 19.0 20.5 34.2 47.0 9.21 11.3 12.3 15.1 16.8 18.5 20.1 21.7 23.2 37.6 50.9
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。
概率论与数理统计--区间估计
由标准正态分布的上 分位点的定义知
P
X
/
n
z
/
2
1,
即
P X
n
z
/
2
X
n
z
/
2
1
,
于是得的一个置信水平为 1 的置信区间
X
n z / 2 ,
X
n
z
/
2
.
这样的置信区间常写成
X
由一个样本值算得样本均值的观察值 x 5.20,
则置信区间为(5.20 0.49), 即 (4.71, 5.69).
在例2中如果给定 0.05,
则又有
P
z0.04
X
/
n
z0.01
0.95,
即
P{ X
n
z0.01
X
n
z0.04
}
0.95,
另外定义中的表达式
P{ ( X1 , X 2 ,, X n ) ( X1 , X 2 ,, X n )} 1
还可以描述为 : 若反复抽样多次(各次得到的样本容量相等,都是n)
每个样本值确定一个区间( , ),
每个这样的区间或包含 的真值或不包含 的真值, 按伯努利大数定理, 在这样多的区间中,
第三节 区间估计
一、区间估计的基本概念 二、典型例题 三、小结
一、区间估计的基本概念
点估计与区间估计
点估计与区间估计估计与区间估计是统计学领域中重要的概念和方法之一，用于对总体参数进行估算和推断。
在实际应用中，我们往往需要依靠样本数据来推断总体的特征，而估计与区间估计就是帮助我们找到一个合理的范围，使得总体参数在此范围内的可能性比较大。
估计是指利用样本数据推断总体参数的数值。
在进行估计时，我们需要选择一个合适的估计量，常见的包括样本均值、样本比率、样本方差等。
估计量的选取应该满足无偏性、一致性和有效性的要求。
无偏性是指估计量的期望值等于所要估计的总体参数的真实值，一致性是指当样本容量趋向于无穷大时，估计量趋近于总体参数的真实值，有效性是指估计量的方差尽可能小。
根据中心极限定理，当样本容量足够大时，样本均值的分布近似于正态分布。
因此，我们可以利用样本均值的分布来构建总体均值的区间估计。
常见的区间估计方法有置信区间和预测区间。
置信区间是指通过样本数据给出的总体参数估计范围，其具有给定置信水平的特性。
预测区间是指通过样本数据给出的未来观测值的估计范围，其具有给定置信水平的特性。
在构建置信区间时，我们首先需要选择一个置信水平。
置信水平一般取95%或99%。
然后，需要计算样本均值和样本标准差，并根据置信水平和样本容量查找正态分布表中对应的临界值。
最后，根据公式μ̂±zσ/√n计算置信区间的上下限，其中μ̂是样本均值，z是临界值，σ是总体标准差，n是样本容量。
在构建预测区间时，除了样本均值和样本标准差外，还需要考虑误差项的方差。
一般情况下，我们可以使用样本的残差平均值来估计误差项的方差。
然后，根据置信水平、样本容量和误差项的方差查找t分布表中对应的临界值，并利用公式μ̂±t*σ̂/√n计算预测区间的上下限，其中μ̂是样本均值，t*是临界值，σ̂是样本标准差，n是样本容量。
需要注意的是，估计与区间估计都是基于一些假设条件的，如总体分布的特征、样本容量的大小等。
在实际应用中，我们需要对这些假设进行验证和检查。
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时光。
三、 二项总体百分数p的点估计和区
间估计
(一）np，nq>30,
L1 pˆ u pˆ ,
L2 pˆ u pˆ
p ˆ
p ˆ(1p ˆ) n
（二）二项总体百分数p的置信限
5<np，nq<30,
p ˆ
p ˆ(1p ˆ) n
四、两个二项总体百分数差数(p1- p2)的
置信限 (一）np，nq>30,
P ( u y ) y ( u y ) 1
1.96y
1.96y
各项减μ得
P ( u y ) y ( u y ) 1
各项减 y 并乘以-1得 P ( y u y ) ( y u y ) 1
于是得到在置信度P =(1-α)时，对μ的置
信区间为：
第一节 农业科学中的主要参数及其估计量的评选标准 第二节 矩法 第三节 最小二乘法 第四节 极大似然法
第一节 农业科学中的主要参数及其估计量的评选标准
一、农业科学中的主要参数
农业科学研究中需要估计的参数是多种多样的，主要包括: (1)总体数量特征值参数，例如，用平均数来估计品种的产
量，用平均数差数来估计施肥等处理的效应； (2)在揭示变数间的相互关系方面，用相关系数来描述2个
估计两个总体比例之差时样本量的 确定
(例题分析)
解: E=10%, 1-=95%，z/2=1.96，由于没有
的信息，用0.5代替
n1
n2
(z
2)2
1(11)2(12)
E2
1.9620.5(10.5)(0.5(10.5)
0.12
19.208193
即应抽取193位消费者作为样本
七、缺区的参数估计方法
(y u y)(y u y)
并有置信限（下限和上限）：
L1(yuy), L2(yuy)
样本平均数对总体平均数的点估计表 示为：
一、 总体平均数μ的置信限
（一）、在总体方差σ2为已知、或大样本时 μ的置信区间为： ( y u y ) ( y u y )
L1yuy, L2 yuy
（二）、在总体方差σ2为未知时，n < 30, σ2需由样本均方s2估计，于是置信区间为：
0.03
否定区域
2.5%
0.02
0.01
接受区域
95%
0.00
否定区域 2.5%
y
从图中看出，将有95%的样
本 y 值将落在 1.96y
至
1.96y 的范围内，
即：
P ( 1 . 9 y ) 6 y ( 1 . 9 y ) 6 0 . 9
推广到一般有：
255 270 285 300 315 330 345
抽象地，随机变量的数字特征是指随机变量的数学期 望值。
对于离散型(间断性)随机变量y的分布列为：P{y=yi}=pi ，
其中，i=1，2，…，那么随机变量y的数学期望E(y)为：
E(y)
yi
pi
i1
(8·1)
这样可以求得总体平均值。
对于连续型随机变数y的数学期望E(y)为：
E(y) yf(y)dy
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变数间的线性关系；用回归系数、偏回归系数等来描述原因 变数变化所引起的结果变数的平均变化的数量，用通径系数 来描述成分性状对目标性状的贡献程度等。
二、参数估计量的评选标准 (一) 数学期望
样本平均数的平均数就是一种数学期望。 例如，一个大豆品种的含油量为20%，测定一次可能 是大于20%，再测定可能小于20%，大量反复测定后平均 结果为20%，这时20%便可看作为该大豆品种含油量的数 学期望，而每单独测定一次所获的值只是1个随机变量。
( y t s y ) ( y t s y )
L1ytsy, L2 ytsy
二、 两总体平均数差数(μ1- μ2)的置信限
（一）在两总体方差已知或大样本时
( y1 y 2 ) u y1 y2 1 2 ( y1 y 2 ) u y1 y2
L1(y1y2)u y1y2 L2 (y1y2)u y1y2
______________________ 3． 你 怎 样 理 解这 段话叙 述的内 容，用自己的话简单
说 明 。 ______________________
答 案 ： 1． √ 2． 做 一株小草，不
要 计 较 别 人 评价的 好与坏 。 3． 世 间 万 物都 有它存 在的价 值和道理，我们应该
不 能 以 自 己 的好恶 ，妄断 别人……尊 重 世间万 物的存 在，即 是尊重 我们自 己。
做 一 颗 星 星 ，不要 在乎自 己是否 在别人 眼里发 光。 做 一 片 绿叶 ，不必 在意落
在 身 上 的 阳 光多与 少。 面 对 永 恒的 星空， 我要说 要做的 仅仅如 此。 1．判
断 括 号 中 读 音是否 正确， 若正确 则打“ √”。 2． 仿 写 画 横线处 的句子 。
应抽取的样本量为 n ( z 2 ) 2 (1 )
E2 (1.96 ) 2 0.9 (1 0.9)
0.05 2 138 .3 139 应抽取139个产品作为样本
估计两个总体比例之差时 样本量的确定
1. 设n1和n2为来自两个总体的样本，并假定 n1=n2
2. 根据比例之差的区间估计公式可得两个样 本的容量n为
第二节 矩法
一、矩的概念
矩( moment )分为原点矩和中心矩两种。
样本的对k于阶样原本点y矩1,y，2,记…为yn，y k各，观有测yk值的1nki次n1 y方ik 的, 用平观均测值值，减称去为
平均数得到的离均差的k次方的平均数称为样本的k阶中心矩,
记为 ( y y )k 或 ˆ k ，有(yy)k 1 ni n1(yi y)k。 对于总体y1,y2,…yN，各观测值的k次方的平均值，称为
总体的k阶原点矩，记为
E(
y
k
)
，有
E(yk )
1 N
N i1
yik
；用观测
值减去平均数得到的离均差的k次方的平均数称为总体的k阶
(8·5)
数学期望有这样一些常用的性质： (1) 常数的数学期望为常数本身； (2) 随机变量与常数的乘积的数学期望是常数与随机 变量的数学期望的乘积； (3) 多个随机变量分别与常数的乘积的求和函数的数 学期望是常数与多个随机变量的数学期望的乘积的和； (4) 多个相互独立的随机变量的乘积的数学期望是多 个随机变量的数学期望的乘积。
(confidence interval，CI)，区间的上、下限称为 置信限 (confidence limit），区间的长度称为置信 距。
一般以L1和L2分别表示置信下限和上限。保证 该区间能覆盖参数的概率以P =(1-α)表示，称为置
信度。95%CI表示置信度95%的置信区间（区间估计）。
fN (y)
d tsd d d tsd
L 1 d tsd, L 2 d tsd
《 永 恒 的 星空 》四年 级阅读 训练附 答案 有 的 星 星光 华璀璨 (cuǐcan)，有的
星 星 渺 小 灰 暗……璀 璨者 并非永 远光芒 万丈， 黯然者 抑或也 可光芒 万丈。 这些星
星 ，灰暗 也好光 华也罢 ，它们 同样照 亮了我 们的夜 空。世 上没有 完全相 同的绿 叶，
(二) 参数估计量的评选标准 评价估计量优劣的标准主要有无偏性、有效性、相合性等
(1) 无偏性 参数估计量的期望值与参数真值是相等的，这 种性质称为无偏性，具有无偏性的估计量称为无偏估计量。 例如，在抽样分布中已经介绍了离均差平方和除以自由度得 到的均方的平均数等于总体方差，即该均方的数学期望等于 相应总体参数方差，这就是说该均方估计量是无偏的。那么称这种估计量为一致最小方差无偏估计 量。
(3) 相合性 用估计量估计参数涉及一个样本容量大小问题， 如果样本容量越大估计值越接近真值，那么这种估计量是相 合估计量。
除以上三方面标准外，还有充分性与完备性也是常考虑 的。
充分性指估计量应充分利用样本中每一变量的信息； 完备性指该估计量是充分的唯一的无偏估计量。
假设H0：μ＝34g，正好落入上述置信区间，接受H0： μ＝34g的假设，即新引入品种与当地品种的千粒重没
有显著差异。
6. 样本量的确定 6. 估计总体比例时样本量的确定
估计一个总体比例时样本量的确 定
1. 根据n比例(z区2间)2估E2计(1公式)可得样本量n为
其中： E z 2
(1)
n
2. E的取值一般小于0.1
第四章 参数的区间估计和点估计
一、总体平均数μ的置信度和置信区间
二、 两总体平均数差数(μ1- μ2)的置信限
三、二项总体百分数p的置信限
四、 两个二项总体百分数差数(p1- p2)的置信限
五、区间估计与假设测验 六、实验中样本量的确定 七、缺区估计
在一定概率保证下，估计出一个区间以能够覆盖
参数μ，称为区间估计。这个区间称置信区间
3. 未知时，可取使方差达到最大的值0.5
估计总体比例时样本量的确定
(例题分析)
【例】根据以往 的生产统计，某 种产品的合格率 约为90%，现要 求边际误差为 5% ， 在 求 95% 的置信区间时， 应抽取多少个产 品作为样本？
解 : 已 知 =90% ， =0.05 ，
z/2=1.96，E=5%
因而接受H0；反之，如果对参数所作的假设落
在置信区间之外，则说明假设与参数不同，所