清华大学-432统计学-2016年
一、(30分) 设是来自均匀分布总体的简单随机样本, 其中是未知参数.
定义
(1)(10分) 求 的最大似然估计 ;
(2)(10分) 判断 和 是否分别是的无偏估计, 并说明理由;
(3)(10分) 试构造的相合估计, 并说明理由.
Solution:
(1) 总体的密度函数是 , 其中 是示 性函数. 所以似然函数 , 可以看出它是关于 的单调减 函数, 同时从示性函数中看出 , 故当 时, 似然函数取到最大值. 因 此 .
(2) , 易知 . 则
而我们知道 . 根据 Beta 分 布的性质, 有 . 也就是说它们都不是 的无偏估计 (但 是渐近无偏的, 因为 ).
(3) 根据 Beta 分布的性质, , 而
根据切比雪夫不等式, .
同时当 时, .
目此有
由 Borel-Cantelli 引理, 是 的强相合估计.
二、(20分) 设, 随机变量.
(1)(10分) 证明依概率收敛于0;
(2)(10分) 是否依概率收敛于0, 并说明理由.
Solution:
(1) . 而
因此 . 故 依概率收敛于 0 .
(2) .
同理可知 依概率收敛于 0 .
三、(30分) 设样本独立, 其中是已知非零常数. 和 是未知参数.
(1)(15分) 求和的最大似然估计;
(2)(15分) 判断上面得到的估计是否为无偏估计.
Solution:
(1) 似然函数
对数似然函数
容易验证驻点即为最大值点, 即为 MLE.
(2) . 顺便探讨其方差, 有
再研究 , 有
即 是 的无偏估计, 不是 的无偏估计.
四、(20分) 设离散随机变量的分布律为:
判断:
(1)(10分) 的分布函数是否收敛;
(2)(10分) 是否矩收敛.
[注]: 阶矩收敛(收敛)的含义是: 假设有 的一个极限随机变量 , 如果
那么我们说 , 即 收敛. 一般只讨论 为正整数.
Solution:
(1) 的分布函数是 , 故
(2) 根据第一题, 我们发现了 存在一个极限 , 因此对任意 , 有
因此 矩收敛不成立.
五、(30分) 设总体 密度函数为 其中是未知参数, 参数空间为 , 现有统计假设
从总体 抽取简单随机样本和 并构造检验的拒绝域为
试计算:
(1)(15分) 犯第一类错误的概率;
(2)(15分) 检验法的功效.
Solution:
(1) 犯第一类错误的概率
(2) 功效函数 .
则 .
六、(20分) 现有来自于某一连续总体的样本观测值如下:
(1)(10分) 分别计算如下统计量的值:样本均值,样本标准差,样本极差,样本偏度和峰度;
(2)(10分) 画出这组样本观测值的箱线图和直方图.
Solution:
(1)
最大值 | 最小值 | 极差 | 均值 | 标准差 | 偏度 | 峰度 |
---|---|---|---|---|---|---|
1.634 | -2.668 | 4.302 | -0.029 | 1.036 | -0.659 | 0.827 |
(2)
[注] 由于已不再让带计算器, 此类题目不可能再考. 但最好掌握偏度、峰度的定义与计算公式.