设总体Xsim B(m,p),x_(1),x_(2),...,x_(n)是来自总体X的样本,则未知参数p的极大似然估计量为( ).A. overline(x)B. (overline(x))/(m)C. overline(x)-1D. (overline(x)-1)/(m)
A. $\overline{x}$
B. $\frac{\overline{x}}{m}$
C. $\overline{x}-1$
D. $\frac{\overline{x}-1}{m}$
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查二项分布参数的极大似然估计方法,需要掌握似然函数的构造、对数似然函数的求导以及解方程求估计量的步骤。
解题核心思路:
- 写出二项分布的似然函数,忽略常数项后简化表达式;
- 对似然函数取对数,得到对数似然函数;
- 对参数$p$求导并令导数为零,解方程得到极大似然估计量;
- 结合样本均值的表达式,将结果化简为选项中的形式。
破题关键点:
- 明确二项分布的概率质量函数形式;
- 正确构造似然函数并简化;
- 正确求导并解方程,注意代数变形中的符号处理;
- 将求得的估计量与样本均值关联,匹配选项。
构造似然函数
总体$X \sim B(m,p)$,其概率质量函数为:
$P(X = x_i) = \binom{m}{x_i} p^{x_i} (1-p)^{m - x_i}$
样本$x_1, x_2, \dots, x_n$的似然函数为:
$L(p) = \prod_{i=1}^n \binom{m}{x_i} p^{x_i} (1-p)^{m - x_i}$
忽略常数项$\prod_{i=1}^n \binom{m}{x_i}$后,似然函数简化为:
$L(p) \propto p^{\sum_{i=1}^n x_i} (1-p)^{mn - \sum_{i=1}^n x_i}$
对数似然函数与求导
取对数得:
$\ln L(p) = \left( \sum_{i=1}^n x_i \right) \ln p + \left( mn - \sum_{i=1}^n x_i \right) \ln (1-p)$
对$p$求导并令导数为零:
$\frac{d \ln L(p)}{dp} = \frac{\sum_{i=1}^n x_i}{p} - \frac{mn - \sum_{i=1}^n x_i}{1-p} = 0$
解方程求估计量
整理方程:
$\sum_{i=1}^n x_i (1-p) = \left( mn - \sum_{i=1}^n x_i \right) p$
展开并化简:
$\sum_{i=1}^n x_i = mn p \quad \Rightarrow \quad \hat{p} = \frac{\sum_{i=1}^n x_i}{mn}$
结合样本均值$\overline{x} = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^n x_i$,得:
$\hat{p} = \frac{n \overline{x}}{mn} = \frac{\overline{x}}{m}$
结论:参数$p$的极大似然估计量为$\frac{\overline{x}}{m}$,对应选项B。