33.(多选题,2.0分)设总体X具有概率密度f(x;theta)=}(2x)/(theta^2),0le xletheta0,otherwise
A. $\overline{X}$的矩估计量是$\frac{\overline{X}}{2}$
B. $\overline{X}$的矩估计量是$\frac{3\overline{X}}{2}$
C. $\overline{X}$的矩估计量是2$\overline{X}$
题目解答
答案
解析
本题考查矩估计法的应用。解题思路是先根据总体的概率密度函数求出总体的一阶矩(即期望值),然后令总体的一阶矩等于样本的一阶矩(样本均值),最后解出待估参数的矩估计量。
步骤一:计算总体的期望值 $E(X)$
已知总体 $X$ 的概率密度函数为 $f(x;\theta)=\begin{cases}\frac{2x}{\theta^{2}}, & 0\le x\le\theta \\ 0, & \text{otherwise}\end{cases}$,根据期望值的定义,总体 $X$ 的期望值 $E(X)$ 为:
$\begin{align*}E(X)&=\int_{-\infty}^{+\infty}xf(x;\theta)dx\\&=\int_{0}^{\theta}x\cdot\frac{2x}{\theta^{2}}dx\\&=\frac{2}{\theta^{2}}\int_{0}^{\theta}x^{2}dx\end{align*}$
根据积分公式 $\int x^{n}dx=\frac{x^{n + 1}}{n + 1}+C$($n\neq -1$),计算 $\int_{0}^{\theta}x^{2}dx$:
$\int_{0}^{\theta}x^{2}dx=\left[\frac{x^{3}}{3}\right]_{0}^{\theta}=\frac{\theta^{3}}{3}-0=\frac{\theta^{3}}{3}$
将 $\int_{0}^{\theta}x^{2}dx=\frac{\theta^{3}}{3}$ 代入 $E(X)$ 的表达式中,可得:
$E(X)=\frac{2}{\theta^{2}}\cdot\frac{\theta^{3}}{3}=\frac{2\theta}{3}$
步骤二:令总体的一阶矩等于样本的一阶矩
在矩估计法中,我们令总体的一阶矩 $E(X)$ 等于样本的一阶矩(样本均值)$\overline{X}$,即:
$E(X)=\overline{X}$
将 $E(X)=\frac{2\theta}{3}$ 代入上式,得到:
$\frac{2\theta}{3}=\overline{X}$
步骤三:解出待估参数 $\theta$ 的矩估计量
由 $\frac{2\theta}{3}=\overline{X}$,解出 $\theta$:
$\theta=\frac{3\overline{X}}{2}$
所以,$\theta$ 的矩估计量是 $\frac{3\overline{X}}{2}$。