题目
8.(1)设X1,X2,···,Nn是来自概率密度为-|||-(x;theta )= ) theta (x)^theta -1, 0lt xlt 1 0, 的最大似然估计值.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查最大似然估计(MLE)的应用,涉及参数估计的求解步骤,以及如何将估计结果代入目标函数。
解题核心思路:
- 写出似然函数:根据给定的概率密度函数,构造样本的联合概率密度(似然函数)。
- 求对数似然函数:对似然函数取对数,简化求导过程。
- 求导并解方程:对参数θ求导,令导数为零,解出θ的MLE。
- 代入目标函数:将θ的MLE代入U的表达式,得到U的MLE。
破题关键点:
- 正确处理对数似然函数的导数,注意样本观测值的范围(0 < x < 1)导致的符号问题。
- 验证θ的MLE是否合理,确保θ的估计值在参数空间内(θ > 0)。
步骤1:写出似然函数
样本的联合概率密度(似然函数)为:
$L(\theta) = \prod_{i=1}^{n} f(x_i; \theta) = \prod_{i=1}^{n} \theta x_i^{\theta - 1} = \theta^n \prod_{i=1}^{n} x_i^{\theta - 1}.$
步骤2:求对数似然函数
对似然函数取对数:
$\ln L(\theta) = n \ln \theta + (\theta - 1) \sum_{i=1}^{n} \ln x_i.$
步骤3:求导并解方程
对θ求导并令导数为零:
$\frac{d}{d\theta} \ln L(\theta) = \frac{n}{\theta} + \sum_{i=1}^{n} \ln x_i = 0.$
解得:
$\hat{\theta} = -\frac{n}{\sum_{i=1}^{n} \ln x_i}.$
步骤4:代入目标函数
将$\hat{\theta}$代入$U = e^{-1/\theta}$,得:
$\hat{U} = e^{-1/\hat{\theta}} = e^{-1/\left(-\frac{n}{\sum_{i=1}^{n} \ln x_i}\right)} = e^{\frac{\sum_{i=1}^{n} \ln x_i}{n}}.$