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1、FundamentalsofMathematicalStatistics數(shù)理統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)黃卓整理定義總體Population我們感興趣的隨機(jī)變量的分布定義參數(shù)Parameter由于總體分布是未知的,我們往往用含有參數(shù)的分布來(lái)表示,f(y;θ)。如以μ為均值,?2為方差的正態(tài)分布。其中μ和?2就是參數(shù)。注意:參數(shù)不是隨機(jī)變量,是一個(gè)(未知)常數(shù)。定義抽樣Sampling樣本Sample注意:1.來(lái)自同一分布2.獨(dú)立定義統(tǒng)計(jì)量Statisticsn個(gè)樣本點(diǎn)的函數(shù)稱為統(tǒng)計(jì)量。注意,統(tǒng)計(jì)量也是一個(gè)隨機(jī)變量??梢杂?jì)算統(tǒng)計(jì)量的均值、方差。定義樣本均值SampleMea
2、n1??=∑??是一個(gè)統(tǒng)計(jì)量。??2顯然?(??)=?,???(??)=?定義樣本方差SampleVariance定義估計(jì)量和估計(jì)值用來(lái)估計(jì)總體未知參數(shù)用的統(tǒng)計(jì)量。注意,估計(jì)量也是一個(gè)隨機(jī)變量。當(dāng)具體實(shí)現(xiàn)的數(shù)值(就是樣本值確定后)代入估計(jì)量時(shí),它就是一個(gè)具體的數(shù)值,稱為估計(jì)值。注意:因?yàn)楣烙?jì)量也是一個(gè)隨進(jìn)變量,我們就可以討論它的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)。因?yàn)楣烙?jì)量是樣本的函數(shù),所以估計(jì)量的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)通常稱為抽樣分布性質(zhì)(samplingdistribution)。定義無(wú)偏估計(jì)UnbiasedEstimator.定義偏差BiasofanEstimator.定義估計(jì)量的方差
3、The(sampling)varianceofestimators定義有效性Efficiency定義均方誤差MeanSquareError(MSE)常用的三種估計(jì)方法1.矩法MethodofMoment基本想法:用樣本矩來(lái)估計(jì)總體分布的矩2.最小二乘法選擇一個(gè)統(tǒng)計(jì)量m,最小化均方誤差得到:m=Y?3.極大似然估計(jì)MaximumLikelihoodEstimator(略去)定義估計(jì)量的大樣本性質(zhì)AsymptoticorLargerSamplePropertiesofEstimators當(dāng)樣本數(shù)趨向于正無(wú)窮大時(shí),估計(jì)量的分布性質(zhì)。定義一致性Consiste
4、ncy概率極限probabilitylimit定理大數(shù)定律Lawoflargenumber(LLN)性質(zhì)概率極限的連續(xù)性性質(zhì)概率極限的運(yùn)算定義漸進(jìn)正態(tài)性AsymptoticNormality.定義中心極限定理Thecentrallimittheorem(CLT)alsohasanapproximatestandardnormaldistributionforlargen.Theexact(finitesample)distributionsof(C.12)and(C.13)aredefinitelynotthesame,butthedifference
5、isoftensmallenoughtobeignoredforlargen.定義區(qū)間估計(jì)IntervalEstimation找到一個(gè)隨機(jī)區(qū)間(通常其上下界由估計(jì)量決定),這個(gè)隨機(jī)區(qū)間蓋住未知參數(shù)的概率是某個(gè)實(shí)現(xiàn)給定的常數(shù)?,如95%。這個(gè)隨機(jī)區(qū)間稱為以?為置信度的置信區(qū)間(ConfidenceInterval)。例子:假設(shè)總體Y均值未知,方差為1.C.19是未知均值的置信區(qū)間,而C.18是這個(gè)置信區(qū)間的某個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)值。方法正態(tài)分布均值的置信區(qū)間ConfidenceIntervalsfortheMeanfromaNormallyDistributed
6、Population現(xiàn)在定義常數(shù)c是的一般情形下:我們可以定義??的標(biāo)準(zhǔn)誤差(standarderror)記作se(??)=s/√?.近似原則,當(dāng)樣本點(diǎn)比較大的時(shí)候,c接近2(1.96).假設(shè)檢驗(yàn)HypothesisTesting定義假設(shè)Hypothesis既關(guān)于參數(shù)的限制例子定義零假設(shè)(NullHypothesis),又稱原假設(shè),指進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)時(shí)預(yù)先建立的假設(shè),也是我們要檢驗(yàn)的假設(shè)。零假設(shè)成立時(shí),有關(guān)統(tǒng)計(jì)量一般服從已知的某種概率分布。備擇假設(shè),對(duì)立假設(shè)(Alternativehypothesis)與零假設(shè)相對(duì)的。定義第一類錯(cuò)誤TypeOneError
7、Theright-handsideisreadas:“TheprobabilityofrejectingH0giventhatH0istrue.”拒絕一個(gè)正確的假設(shè)的概率。注意:第一類錯(cuò)誤時(shí)我們比較關(guān)心的錯(cuò)誤,所以希望量化它,來(lái)控制它的大小。定義顯著水平SignificanceLevel事先選定的第一類錯(cuò)誤的概率水平。如5%、1%。定義第二類錯(cuò)誤TypetwoError接受一個(gè)錯(cuò)誤的假設(shè)的概率。假設(shè)檢驗(yàn)流程1.確定原假設(shè)、備擇假設(shè)2.事先設(shè)定好顯著水平,如5%3.設(shè)計(jì)一個(gè)統(tǒng)計(jì)量T4.構(gòu)造一個(gè)接受域(接受區(qū)間AcceptanceInterval)接受域的
8、補(bǔ)集稱為拒絕域或拒絕區(qū)間(RejectionInterval)使得此檢驗(yàn)犯第一類錯(cuò)誤的概率正好