题目
设X1,X2,···,Nn是来自总体X的一个样本,总体服从二-|||-项分布B(n,p),其中参数p未知,求p的矩估计和极大似然估计.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题要求求二项分布参数$p$的矩估计和极大似然估计,主要考查对两种估计方法的理解与应用。
解题核心思路:
- 矩估计:利用样本均值估计总体均值,通过解方程$E(X) = \overline{X}$得到$p$的估计量。
- 极大似然估计:构造似然函数,通过对数转换、求导并解方程,找到使观测数据最可能出现的$p$值。
破题关键点:
- 矩估计的关键是正确写出二项分布的期望$E(X) = np$,并用样本均值$\overline{X}$代替总体均值。
- 极大似然估计需正确写出似然函数,注意二项分布的参数$n$是已知的,样本中每个个体的试验次数相同。
矩估计
-
总体均值计算:
二项分布$B(n,p)$的期望为$E(X) = np$。 -
建立矩方程:
用样本均值$\overline{X}$代替总体均值,即$np = \overline{X}$。 -
解方程求$p$:
解得$\hat{p} = \dfrac{\overline{X}}{n}$,即为$p$的矩估计量。
极大似然估计
-
构造似然函数:
样本的似然函数为:
$L(p) = \prod_{i=1}^{n} C(n, X_i) p^{X_i} (1-p)^{n - X_i}$ -
取对数似然函数:
$\ln L(p) = \sum_{i=1}^{n} \left[ \ln C(n, X_i) + X_i \ln p + (n - X_i) \ln (1-p) \right]$ -
求导并解方程:
对$p$求导并令导数为零:
$\frac{d \ln L(p)}{dp} = \sum_{i=1}^{n} \left( \frac{X_i}{p} - \frac{n - X_i}{1-p} \right) = 0$
整理得:
$\frac{\sum_{i=1}^{n} X_i}{p} = \frac{n^2 - \sum_{i=1}^{n} X_i}{1-p}$
解得$\hat{p} = \dfrac{\overline{X}}{n}$。