Несмещенная оценка дисперсии

Пусть независимые случайные величины Xi имеют конечную дисперсию DXi = σ2. Построим оценки

— выборочная дисперсия,

— исправленная выборочная дисперсия.

Тогда является смещённой, а S2 несмещённой оценками параметра σ2. Смещенность можно доказать следующим образом:

Где μ и - среднее и его оценка соответственно.

 

20. Распр. Хи-квадрат, Стьюдента, Фишера. Их определ. Свойства. Применение при нахождении доверительных интервалов и при проверке стат.гипотез.

1. Распр. Хи-квадрат с k степенями свободы – распредел.ссуммы квадр. K независ. стандартных нормал.случ.вел

= . кажд Xi независ и ~N(0,1) K>0

Св-ва:

1) M( )=k

D( )=2k

плотность распр f( )

2)

3) ~N(k,2k)

4) плотность распредел. f( ) (x) = ,где Г(α)-гамма ф-ция, интеграл Эйлера 2ого рода. Г(α+1)= dx \\\

 

Распределение c2 определяется одним параметром числом степеней свободы. С увеличением степеней свободы распределение c2 медленно приближается к нормальному. На практике при k > 30 считают, что , где .Для СВ, имеющей c2 распределение существуют таблицы квантилей.

формула квантилей: (k)≈1\2(up+ )^2

2.Распр.Стьюдента c k степенями свободы

– независимая от Z СВ, которая распределена по закону c2 с k степенями свободы.

Рассмотрим СВ . – обе независ.сл вел. U~N(0,1)

Св-ва

1. плотность распредел

2. мат.ож и дисперсия

t–распределение определяется одним параметром – числом степеней свободы.

С возрастанием числа степеней свободы t–распределение асимптотически (довольно быстро) приближается к стандартному нормальному распределению с параметрами (0; 1).

Для СВ, имеющих распределение Стьюдента, имеется таблица квантилей, причем в силу четности .

3. Распр. Фишера с k 1и k 2 степенями свободы

Пусть и - независимые случайные величины. Тогда

1.Плотность

2. Мат.ож

Дисп: D[F]= ,k2>4

3Квантили:

F–распределение определяется двумя параметрами k1 и k2 и существует таблица квантилей. .

Соотнош.м\д Фиш, Хи и Стьюдентом:

F(k,∞)=

t –квантиль распред.Стьюдента

____

Доверит.инт-инт.кот. покрывает неизв.параметр с заданном надежностью(исп.для бол.выборки)

инт. (θ1, θ2) содерж истинное значение θ с задан.вер-ю p=1-α . P[θ1<θ<θ2]=1-α

Стат.гип – некот.предполож. о з-не распр. СВ или о парам-е з-на,формулир.на основе выборки.

Применение:

Хи: -оценивание дисп(дов.инт),

-пров. гип.согласия,однородности,независ

Стьюдент.: -оценивание мат.ож,

-прогноз.знач и др хар-ки с пом.дов.инт

-о знач.мат ожид.

-коэф.регрессион.зависимости

Фишер:-пров.гипотез об адекватности модели в регрес.анализе

-о рав-ве дисперсий.

 

21. Интервал оценивание. Доверит. интервал для дисперсии. толстая тета = тета с волной,как в лекциях-оценка.а худая тета-обычная.неизв.параметр

Дов.инт для парам θ - инт. (θ1, θ2) содерж истинное значение θ с задан.вер-ю p=1-α . P[θ1<θ<θ2]=1-α

P[θ1(x1..xn)< θ < θ2(x1..xn)]=1- α – левостор. и правостор интервалы соответственно

чтоб найти дов.инт надо знать з-н распредел. статистики ϴ=ϴ (x1..xn) значение которой явл. оценкой параметра θ

Как построить доверит интервал:

есть Y=Y(ϴ θ) значения распред. Y изв и не зависят от θ

ф-ция Y неприрывна,строкго монотонна

1-α-заданная доверит.вер-ть

квантили распределения Y: порядков α\2 и 1- α\2

тогда верно нер-во

< Y(ϴ θ) < . Реш относит θ и найдем θ1 и θ2 – границы дов.инт θ

Довер.инт. для дисперсии

Доверительный интервал для оценки дисперсии при неизвестном МО нормально распределенной генеральной совокупности. Пусть – выборочный вектор n–наблюдений СВ . В этом случае в качестве оценки дисперсии используют =1\(n-1) .

В литературе по математической статистике доказано, что имеет распределение .

По таблице распределения определяются квантили и .

.

.

При известном Мат.ож:

σ^2=S02=1\n

 

 

22.Доверит. интервал для среднего и разности средних

Д.инт. для среднего

ДИСПЕРСИЯ ИЗВЕСТНА