设总体 X sim N(mu, sigma^2), X_1, X_2, ldots, X_n 是来自总体 X 的一个样本,则 sigma^2 的最大似然估计量为()A. (1)/(n) sum_(i=1)^n (X_i - overline(X))^2B. (1)/(n-1) sum_(i=1)^n (X_i - overline(X))^2C. (1)/(n) sum_(i=1)^n X_i^2D. X^2
A. $\frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} (X_i - \overline{X})^2$
B. $\frac{1}{n-1} \sum_{i=1}^{n} (X_i - \overline{X})^2$
C. $\frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} X_i^2$
D. $X^2$
题目解答
答案
解析
本题考查正态分布参数总体方差的最大似然估计。解题思路是先写出(写出正态分布总体的似然函数,然后对似然函数取对数,接着分别对似然函数关于总体均值$\mu$和总体方差$\sigma^2$求偏导数并令偏导数为零,解出总体均值$\mu$和总体方差方差$\(\sigma^2$的估计值,最后将总体均值$\mu$的估计值代入总体方差$\sigma^2$的估计值中,得到总体方差$\sigma^2$的最大似然估计量。
设总体$X \\),样本为\(X_1, X_2, \ldots, X_n$。似然函数为:
$L(\mu, \sigma^2) = \prod_{i=1}^n \frac{1}{\sqrt{2\pi \sigma^2}} \exp(-$-\frac{(X_i - \mu)^2}{2\sigma^2}$
取对数得:
\[ \ell(\mu, \sigma^2) = -\frac{n}{2} \log(2\pi) - \frac{n}{2} \log(\sigma^2) - \frac{1}{2\sigma^2} \sum_{i=1}^n (X_i - \mumu)^2
求偏导数并设为零:
1. 关于$\mu$:
$\frac{\partial \ell}{\partial \mu} = \frac{1}{\sigma^2} \sum_{i=1}^n (X_i - \mu) = 0$
解得$\mu = \overline{X}$。
2. 关于$\sigma^2$:
$\frac{\partial \ell}{\partial \partial \sigma^2} = -\frac{n}{2\sigma^2} + \frac{1}{22(\sigma^2)^2} \sum_{i=1}^n (X_i - \mu)^2 = 0$
解得$\sigma^2 = \frac{ \frac{1}{n} \sum_{i=1}^n (X_i - \mu)^2 \}$。
代入$\mu = \overline{X}$,得$\sigma^2$的最大似然估计量为:
\[ \frac{1}{n} \sum_{i=1}^n (X_i - \overline{X})^2$