题目
已知正态总体中是已知参数,是未知参数,是来自总体的简单随机本,证明 为的无偏估计量。
已知正态总体
中
是已知参数,
是未知参数,
是来自总体的简单随机本,证明
为
的无偏估计量。
题目解答
答案
证明:依题有,

而

∵ 


∴ 
∴ 
∴
为
的无偏估计量。
解析
步骤 1:定义无偏估计量
无偏估计量是指估计量的期望值等于被估计参数的真实值。即,如果${S}^{2}$是$\sigma^2$的无偏估计量,那么$E(S^2) = \sigma^2$。
步骤 2:计算${S}^{2}$的期望值
${S}^{2}=\dfrac {1}{n}\sum _{i=1}^{n}{({X}_{i}-\mu )}^{2}$
$E(S^2) = E\left(\dfrac {1}{n}\sum _{i=1}^{n}{({X}_{i}-\mu )}^{2}\right)$
$E(S^2) = \dfrac {1}{n}\sum _{i=1}^{n}E\left({({X}_{i}-\mu )}^{2}\right)$
由于$X_i$是来自正态总体$N(\mu ,{\sigma }^{2})$的简单随机样本,所以$E\left({({X}_{i}-\mu )}^{2}\right) = \sigma^2$。
$E(S^2) = \dfrac {1}{n}\sum _{i=1}^{n}\sigma^2$
$E(S^2) = \dfrac {1}{n} \cdot n \cdot \sigma^2$
$E(S^2) = \sigma^2$
步骤 3:验证${S}^{2}$是$\sigma^2$的无偏估计量
由于$E(S^2) = \sigma^2$,所以${S}^{2}=\dfrac {1}{n}\sum _{i=1}^{n}{({X}_{i}-\mu )}^{2}$是$\sigma^2$的无偏估计量。
无偏估计量是指估计量的期望值等于被估计参数的真实值。即,如果${S}^{2}$是$\sigma^2$的无偏估计量,那么$E(S^2) = \sigma^2$。
步骤 2:计算${S}^{2}$的期望值
${S}^{2}=\dfrac {1}{n}\sum _{i=1}^{n}{({X}_{i}-\mu )}^{2}$
$E(S^2) = E\left(\dfrac {1}{n}\sum _{i=1}^{n}{({X}_{i}-\mu )}^{2}\right)$
$E(S^2) = \dfrac {1}{n}\sum _{i=1}^{n}E\left({({X}_{i}-\mu )}^{2}\right)$
由于$X_i$是来自正态总体$N(\mu ,{\sigma }^{2})$的简单随机样本,所以$E\left({({X}_{i}-\mu )}^{2}\right) = \sigma^2$。
$E(S^2) = \dfrac {1}{n}\sum _{i=1}^{n}\sigma^2$
$E(S^2) = \dfrac {1}{n} \cdot n \cdot \sigma^2$
$E(S^2) = \sigma^2$
步骤 3:验证${S}^{2}$是$\sigma^2$的无偏估计量
由于$E(S^2) = \sigma^2$,所以${S}^{2}=\dfrac {1}{n}\sum _{i=1}^{n}{({X}_{i}-\mu )}^{2}$是$\sigma^2$的无偏估计量。