题目
设总体X的概率密度为f(x)={{λ)^2x(e)^-λxx>0}0其他).,其中参数λ(λ>0),未知X1,X2,…,Xn是来自总体X的简单随机样本.(1)求参数λ的估计量;(2)求参数λ的最大似然估计量.
设总体X的概率密度为f(x)=$\left\{\begin{array}{l}{{λ}^{2}x{e}^{-λx}\x>0}\\{0\其他}\end{array}\right.$,其中参数λ(λ>0),未知X1,X2,…,Xn是来自总体X的简单随机样本.
(1)求参数λ的估计量;
(2)求参数λ的最大似然估计量.
(1)求参数λ的估计量;
(2)求参数λ的最大似然估计量.
题目解答
答案
解:(1)按照矩估计,根据EX=$\overline{X}$
∴EX=${∫}_{0}^{+∞}$λ2x2e-λxdx=$\frac{2}{λ}$=$\overline{X}$
∴λ=$\frac{2}{X}$;
(2)构造最大似然函数L(X1,X2,…,Xn;λ)=πf(Xi;λ)=${λ}^{2n}π{x}_{i}{e}^{-λ}$-$λ\sum_{i=1}^{n}$xi
两边取对数:lnL=2nlnλ+$\sum_{i=1}^{n}$lnxi-λ$\sum_{i=1}^{n}$xi•$\frac{dlnL}{dλ}$=0
∴λ=$\frac{2}{X}$.
∴EX=${∫}_{0}^{+∞}$λ2x2e-λxdx=$\frac{2}{λ}$=$\overline{X}$
∴λ=$\frac{2}{X}$;
(2)构造最大似然函数L(X1,X2,…,Xn;λ)=πf(Xi;λ)=${λ}^{2n}π{x}_{i}{e}^{-λ}$-$λ\sum_{i=1}^{n}$xi
两边取对数:lnL=2nlnλ+$\sum_{i=1}^{n}$lnxi-λ$\sum_{i=1}^{n}$xi•$\frac{dlnL}{dλ}$=0
∴λ=$\frac{2}{X}$.
解析
步骤 1:求参数λ的矩估计量
根据矩估计法,我们首先需要计算总体X的期望值EX。根据给定的概率密度函数,我们有:
EX=${∫}_{0}^{+∞}$λ^{2}x^{2}e^{-λx}dx
通过分部积分法,可以计算出EX=$\frac{2}{λ}$。根据矩估计法,我们令EX=$\overline{X}$,其中$\overline{X}$是样本均值。因此,我们有:
$\frac{2}{λ}$=$\overline{X}$
解得λ=$\frac{2}{\overline{X}}$,这就是参数λ的矩估计量。
步骤 2:求参数λ的最大似然估计量
构造最大似然函数L(X_1,X_2,…,X_n;λ)=πf(X_i;λ)=${λ}^{2n}π{x}_{i}{e}^{-λ}$-$λ\sum_{i=1}^{n}$x_i
两边取对数:lnL=2nlnλ+$\sum_{i=1}^{n}$lnx_i-λ$\sum_{i=1}^{n}$x_i
对λ求导,令导数等于0,得到:
$\frac{dlnL}{dλ}$=$\frac{2n}{λ}$-$\sum_{i=1}^{n}$x_i=0
解得λ=$\frac{2n}{\sum_{i=1}^{n}x_i}$=$\frac{2}{\overline{X}}$,这就是参数λ的最大似然估计量。
根据矩估计法,我们首先需要计算总体X的期望值EX。根据给定的概率密度函数,我们有:
EX=${∫}_{0}^{+∞}$λ^{2}x^{2}e^{-λx}dx
通过分部积分法,可以计算出EX=$\frac{2}{λ}$。根据矩估计法,我们令EX=$\overline{X}$,其中$\overline{X}$是样本均值。因此,我们有:
$\frac{2}{λ}$=$\overline{X}$
解得λ=$\frac{2}{\overline{X}}$,这就是参数λ的矩估计量。
步骤 2:求参数λ的最大似然估计量
构造最大似然函数L(X_1,X_2,…,X_n;λ)=πf(X_i;λ)=${λ}^{2n}π{x}_{i}{e}^{-λ}$-$λ\sum_{i=1}^{n}$x_i
两边取对数:lnL=2nlnλ+$\sum_{i=1}^{n}$lnx_i-λ$\sum_{i=1}^{n}$x_i
对λ求导,令导数等于0,得到:
$\frac{dlnL}{dλ}$=$\frac{2n}{λ}$-$\sum_{i=1}^{n}$x_i=0
解得λ=$\frac{2n}{\sum_{i=1}^{n}x_i}$=$\frac{2}{\overline{X}}$,这就是参数λ的最大似然估计量。