设总体 X sim U(theta-1, theta+1), 样本 X_1, X_2, ..., X_n, 则参数 theta 的充分统计量是 ( )A. X_((1))B. X_((n))C. (X_((1)), X_((n)))D. bar(X)
A. $X_{(1)}$
B. $X_{(n)}$
C. $(X_{(1)}, X_{(n)})$
D. $\bar{X}$
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查充分统计量的判断,涉及均匀分布的参数估计及因子分解定理的应用。
解题核心思路:
- 联合概率密度函数的构造是关键,需明确均匀分布的区间依赖于参数$\theta$。
- 通过因子分解定理,将联合密度函数分解为仅依赖统计量的部分和与参数无关的部分,从而确定充分统计量。
- 极值统计量(最小值$X_{(1)}$和最大值$X_{(n)}$)共同限定了$\theta$的取值范围,因此它们的组合是充分统计量。
破题关键点:
- 明确均匀分布的区间约束条件,即所有样本必须同时满足$\theta-1 \leq X_i \leq \theta+1$。
- 通过极值统计量$X_{(1)}$和$X_{(n)}$的联合条件,推导出$\theta$的范围,进而确定充分统计量。
步骤1:写出联合概率密度函数
总体$X \sim U(\theta-1, \theta+1)$的密度函数为:
$f(x;\theta) = \begin{cases} \frac{1}{2}, & \theta-1 \leq x \leq \theta+1, \\0, & \text{其他}.\end{cases}$
样本的联合密度函数为:
$L(\theta) = \prod_{i=1}^n f(X_i;\theta) = \left(\frac{1}{2}\right)^n \cdot I_{[\theta-1 \leq X_{(1)}]} \cdot I_{[X_{(n)} \leq \theta+1]}.$
步骤2:分析$\theta$的约束条件
所有样本满足$\theta-1 \leq X_i \leq \theta+1$等价于:
$\theta \geq X_{(1)} - 1 \quad \text{且} \quad \theta \leq X_{(n)} + 1.$
因此,$\theta$的取值范围为$[X_{(1)} - 1, X_{(n)} + 1]$。
步骤3:应用因子分解定理
联合密度函数可分解为:
$L(\theta) = \underbrace{\left(\frac{1}{2}\right)^n}_{h(\mathbf{X})} \cdot \underbrace{I_{[X_{(1)} - 1 \leq \theta \leq X_{(n)} + 1]}}_{g((X_{(1)}, X_{(n)}), \theta)}.$
其中,统计量$(X_{(1)}, X_{(n)})$包含了关于$\theta$的所有信息,因此是充分统计量。