题目
一般情况下,总体平均数的无偏、有效、一致的估计量是( )。A. 样本平均数B. 样本中位数C. 样本众数D. 不存在
一般情况下,总体平均数的无偏、有效、一致的估计量是( )。
A. 样本平均数
B. 样本中位数
C. 样本众数
D. 不存在
题目解答
答案
A. 样本平均数
解析
本题考查总体平均数的无偏、有效、一致估计量的相关知识。解题思路是分别分析每个选项所代表的统计量是否满足无偏、有效、一致这三个性质。
1. 无偏性
无偏性是指估计量的数学期望等于被估计的总体参数。设总体为 $X$,其均值为 $\mu$,方差为 $\sigma^{2}$,从总体中抽取容量为 $n$ 的样本 $X_1,X_2,\cdots,X_n$。
- 样本平均数:样本平均数 $\overline{X}=\frac{1}{n}\sum_{i = 1}^{n}X_i$,根据期望的线性性质 $E(aX + b)=aE(X)+b$(其中 $a,b$ 为常数),可得 $E(\overline{X})=E(\frac{1}{n}\sum_{i = 1}^{n}X_i)=\frac{1}{n}\sum_{i = 1}^{n}E(X_i)$。因为 $X_1,X_2,\cdots,X_n$ 是来自总体 $X$ 的样本,所以 $E(X_i)=\mu$($i = 1,2,\cdots,n$),则 $E(\overline{X})=\frac{1}{n}\cdot n\mu=\mu$,即样本平均数是总体平均数的无偏估计量。
- 样本中位数:样本中位数是将样本数据排序后位于中间位置的数值。一般情况下,样本中位数的数学期望并不一定等于总体均值 $\mu$,所以样本中位数不是总体平均数的无偏估计量。
- 样本众数:样本众数是样本中出现次数最多的数值。样本众数的数学期望也不一定等于总体均值 $\mu$,所以样本众数不是总体平均数的无偏估计量。
2. 有效性
有效性是指在所有无偏估计量中,方差最小的估计量。
- 样本平均数:样本平均数 $\overline{X}$ 的方差 $D(\overline{X})=D(\frac{1}{n}\sum_{i = 1}^{n}X_i)=\frac{1}{n^{2}}\sum_{i = 1}^{n}D(X_i)$。因为 $X_1,X_2,\cdots,X_n$ 相互独立且 $D(X_i)=\sigma^{2}$($i = 1,2,\cdots,n$),所以 $D(\overline{X})=\frac{1}{n^{2}}\cdot n\sigma^{2}=\frac{\sigma^{2}}{n}$。
- 样本中位数:样本中位数的方差通常大于样本平均数的方差,所以样本中位数不是总体平均数的有效估计量。
- 样本众数:样本众数的方差也通常大于样本平均数的方差,所以样本众数不是总体平均数的有效估计量。
3. 一致性
一致性是指当样本容量 $n$ 无限增大时,估计量依概率收敛于被估计的总体参数。
- 样本平均数:根据大数定律,当 $n\to\infty$ 时,$\overline{X}$ 依概率收敛于 $\mu$,即样本平均数是总体平均数的一致估计量。
- 样本中位数:样本中位数不满足一致性的要求,当样本容量增大时,它不会依概率收敛于总体均值。
- 样本众数:样本众数也不满足一致性的要求,当样本容量增大时,它不会依概率收敛于总体均值。
综上,样本平均数是总体平均数的无偏、有效、一致的估计量。