题目
设总体X的概率密度f(x;theta)=}(3)/(theta^3)x^2, & 0leq xleqtheta, 0, & (其他.)
设总体$X$的概率密度$f(x;\theta)=\begin{cases}\frac{3}{\theta^3}x^2, & 0\leq x\leq\theta, \\ 0, & \text{其他.}\end{cases}$,$X_1,...,X_n$是$X$样本,$\overline{X}$是样本均值,则$\theta$的矩估计量$\hat{\theta}=$
A. $2\overline{X}$
B. $\frac{4}{3}\overline{X}$
C. $\frac{3}{4}\overline{X}$
D. $\overline{X}$
题目解答
答案
B. $\frac{4}{3}\overline{X}$
解析
步骤 1:计算总体的期望值$E(X)$
根据给定的概率密度函数$f(x; \theta)$,我们首先计算总体的期望值$E(X)$。期望值$E(X)$由下式给出:
\[E(X) = \int_{-\infty}^{\infty} x f(x; \theta) \, dx.\]
对于给定的概率密度函数$f(x; \theta) = \begin{cases}\frac{3}{\theta^3} x^2, & 0 \le x \le \theta, \\ 0, & \text{其他},\end{cases}$,期望值为:
\[E(X) = \int_{0}^{\theta} x \cdot \frac{3}{\theta^3} x^2 \, dx = \int_{0}^{\theta} \frac{3}{\theta^3} x^3 \, dx.\]
步骤 2:计算积分
我们从积分中提取常数$\frac{3}{\theta^3}$:
\[E(X) = \frac{3}{\theta^3} \int_{0}^{\theta} x^3 \, dx.\]
$x^3$的积分是$\frac{x^4}{4}$,所以我们有:
\[E(X) = \frac{3}{\theta^3} \left[ \frac{x^4}{4} \right]_{0}^{\theta} = \frac{3}{\theta^3} \cdot \frac{\theta^4}{4} = \frac{3 \theta}{4}.\]
步骤 3:使用矩法估计$\theta$
在矩法中,我们将总体的期望值与样本的均值相等。样本均值由$\bar{X}$表示,所以我们有:
\[E(X) = \bar{X}.\]
将$E(X)$的表达式代入,我们得到:
\[\frac{3 \theta}{4} = \bar{X}.\]
为了解出$\theta$,我们将等式的两边乘以$\frac{4}{3}$:
\[\theta = \frac{4}{3} \bar{X}.\]
根据给定的概率密度函数$f(x; \theta)$,我们首先计算总体的期望值$E(X)$。期望值$E(X)$由下式给出:
\[E(X) = \int_{-\infty}^{\infty} x f(x; \theta) \, dx.\]
对于给定的概率密度函数$f(x; \theta) = \begin{cases}\frac{3}{\theta^3} x^2, & 0 \le x \le \theta, \\ 0, & \text{其他},\end{cases}$,期望值为:
\[E(X) = \int_{0}^{\theta} x \cdot \frac{3}{\theta^3} x^2 \, dx = \int_{0}^{\theta} \frac{3}{\theta^3} x^3 \, dx.\]
步骤 2:计算积分
我们从积分中提取常数$\frac{3}{\theta^3}$:
\[E(X) = \frac{3}{\theta^3} \int_{0}^{\theta} x^3 \, dx.\]
$x^3$的积分是$\frac{x^4}{4}$,所以我们有:
\[E(X) = \frac{3}{\theta^3} \left[ \frac{x^4}{4} \right]_{0}^{\theta} = \frac{3}{\theta^3} \cdot \frac{\theta^4}{4} = \frac{3 \theta}{4}.\]
步骤 3:使用矩法估计$\theta$
在矩法中,我们将总体的期望值与样本的均值相等。样本均值由$\bar{X}$表示,所以我们有:
\[E(X) = \bar{X}.\]
将$E(X)$的表达式代入,我们得到:
\[\frac{3 \theta}{4} = \bar{X}.\]
为了解出$\theta$,我们将等式的两边乘以$\frac{4}{3}$:
\[\theta = \frac{4}{3} \bar{X}.\]