题目
总体X只有3个可能取值1、2和3且P(X=1)=1-r/2,P(X=2)=r/3,P(X=3)=r/6,则r所有可能取值范围是区间(),现在样本(X₁,…,X10)观察值为(3,1,3,2,2,1,2,1,1,2),则r的矩估计值为()
总体X只有3个可能取值1、2和3且P{X=1}=1-
r/2,P{X=2}=r/3,P{X=3}=r/6,则r所有可能
取值范围是区间(),现在样本(X₁,…,X
10)观察值为(3,1,3,2,2,1,2,1,
1,2),则r的矩估计值为()
题目解答
答案
为了解决这个问题,我们需要确定 $ r $ 的可能取值范围,然后使用给定的样本找到 $ r $ 的矩估计值。
### 第一步:确定 $ r $ 的取值范围
概率 $ P(X=1) $, $ P(X=2) $,和 $ P(X=3) $ 必须满足以下条件:
1. 每个概率必须在0和1之间。
2. 概率之和必须等于1。
从问题中,我们有:
\[ P(X=1) = 1 - \frac{r}{2}, \]
\[ P(X=2) = \frac{r}{3}, \]
\[ P(X=3) = \frac{r}{6}. \]
首先,概率之和必须为1:
\[ P(X=1) + P(X=2) + P(X=3) = \left(1 - \frac{r}{2}\right) + \frac{r}{3} + \frac{r}{6} = 1. \]
为了合并项,我们需要一个公共分母。2、3和6的公共分母是6:
\[ 1 - \frac{3r}{6} + \frac{2r}{6} + \frac{r}{6} = 1. \]
合并分数:
\[ 1 - \frac{3r}{6} + \frac{2r}{6} + \frac{r}{6} = 1 - \frac{3r - 2r - r}{6} = 1 - \frac{0}{6} = 1. \]
由于等式 $ 1 = 1 $ 总是成立的, $ r $ 的值必须满足每个概率在0和1之间的条件:
\[ 0 \leq 1 - \frac{r}{2} \leq 1, \]
\[ 0 \leq \frac{r}{3} \leq 1, \]
\[ 0 \leq \frac{r}{6} \leq 1. \]
从 $ 0 \leq 1 - \frac{r}{2} \leq 1 $:
\[ 0 \leq 1 - \frac{r}{2} \implies \frac{r}{2} \leq 1 \implies r \leq 2, \]
\[ 1 - \frac{r}{2} \leq 1 \implies -\frac{r}{2} \leq 0 \implies r \geq 0. \]
从 $ 0 \leq \frac{r}{3} \leq 1 $:
\[ 0 \leq \frac{r}{3} \implies r \geq 0, \]
\[ \frac{r}{3} \leq 1 \implies r \leq 3. \]
从 $ 0 \leq \frac{r}{6} \leq 1 $:
\[ 0 \leq \frac{r}{6} \implies r \geq 0, \]
\[ \frac{r}{6} \leq 1 \implies r \leq 6. \]
最严格的条件是 $ r \leq 2 $。因此, $ r $ 的取值范围是:
\[ 0 \leq r \leq 2. \]
### 第二步:找到 $ r $ 的矩估计值
矩估计值是通过将样本均值设置为等于总体均值,然后解出 $ r $ 来找到的。
首先,计算样本均值:
\[ \text{样本均值} = \frac{3 + 1 + 3 + 2 + 2 + 1 + 2 + 1 + 1 + 2}{10} = \frac{20}{10} = 2. \]
接下来,找到总体均值 $ E(X) $:
\[ E(X) = 1 \cdot P(X=1) + 2 \cdot P(X=2) + 3 \cdot P(X=3) = 1 \cdot \left(1 - \frac{r}{2}\right) + 2 \cdot \frac{r}{3} + 3 \cdot \frac{r}{6}. \]
简化表达式:
\[ E(X) = 1 - \frac{r}{2} + \frac{2r}{3} + \frac{3r}{6} = 1 - \frac{r}{2} + \frac{2r}{3} + \frac{r}{2} = 1 + \frac{2r}{3}. \]
将总体均值设置为等于样本均值:
\[ 1 + \frac{2r}{3} = 2. \]
解出 $ r $:
\[ \frac{2r}{3} = 1 \implies 2r = 3 \implies r = \frac{3}{2}. \]
由于 $ \frac{3}{2} = 1.5 $ 在范围 $ 0 \leq r \leq 2 $ 内, $ r $ 的矩估计值是:
\[ \boxed{\frac{3}{2}}. \]