设总体 X sim N(mu, sigma^2), X_1,..., X_n 来自总体 X, 则下列估计量是总体方差 sigma^2 的无偏估计的是()A. overline(X)B. (1)/(n-1) sum_(i=1)^n (X_i - overline(X))^2C. X_1 + X_2 + ... + X_nD. 2(6X_1 + 4X_2)
A. $\overline{X}$
B. $\frac{1}{n-1} \sum_{i=1}^n (X_i - \overline{X})^2$
C. $X_1 + X_2 + \cdots + X_n$
D. $2(6X_1 + 4X_2)$
题目解答
答案
解析
本题主要考察总体方差$\sigma\sigma^2$的无偏估计量的判断,核心是理解无偏估计的定义:估计量的数学期望等于被估计参数本身,即$E(\hat{\theta})=\theta$。
选项A:$\overline{X}$
$\overline{X}$是样本均值,其数学期望$E(\overline{X})=\mu$,是总体均值$\mu$的无偏估计,而非$\sigma^2$的估计,排除。
选项B:$\frac{1}{n-1}\sum_{i=1}^n (X_i - \overline{X})^2$
这是样本方差$S^2$的定义。根据抽样分布理论,对于正态总体,有:
$E\left(\sum_{i=1}^n (X_i - \overline{X})^2\right)=(n-1)\sigma^2$
因此:
$E\left(\frac{1}{n-1}\sum_{i=1}^n (X_i - \overline{X})^2\right)=\frac{1}{n-1}\cdot(n-1)\sigma^2=\sigma^2$
满足无偏估计的定义,是$\sigma^2$的无偏估计。
选项C:$X_1 + X_2 + \cdots + X_n$
该估计量是样本总和,其数学期望$E\left(\sum_{i=1}^n X_i\right)=n\mu$,是$n\mu$的无偏估计,与$\sigma^2$无关,排除。
选项D:$2(6X_1 + 4X_2)$
该估计量是线性组合,其数学期望$E\left[2(6X_1 + 4X_2)\right]=2[6E(X_1)+4E(X_2)]=2[6\mu+4\mu]=20\mu$,是$20\mu$的无偏估计,与$\sigma^2$无关,排除。