Пусть распределение генеральной совокупности
зависит от параметров. Согласно методу моментов
теоретических
моментов приравниваются к соответствующим выборочным моментам. При этом
получается система из
уравнений, решением которой
являются оценки каждого из
параметров.
Достоинством данного метода является его простая вычислительная реализация, недостаток
состоит в том, что получаемые оценки являются смещенными и мало эффективными.
Метод
максимального правдоподобия состоит в том, что для получения оценки неизвестного параметра нужно найти такое
значение
, при котором вероятность реализации
выборки
была бы максимальной. С этой целью
строится функция правдоподобия
, определяющая
вероятность получения выборки
, и находится точка
максимума этой функции, которая является оценкой неизвестного параметра
.
Функция правдоподобия непрерывной
случайной величины с плотностью вероятности
имеет вид:
.
Функция правдоподобия дискретной
случайной величины , для которой распределение вероятности
, зависит от параметра
имеет вид:
.
Если оцениваемых параметров
несколько , то строится и исследуется на максимум
функция правдоподобия вида
.
Поскольку функции и
достигают экстремумы при одних и тех же
значениях
, то для упрощения расчетов
иногда пользуются логарифмической функцией правдоподобия.
Метод наибольшего правдоподобия дает состоятельные оценки. Недостаток метода заключается в том, что иногда оценки наибольшего правдоподобия являются смещенными.
3. Интервальные оценки неизвестных
параметров. Более полный и надежный способ оценивания параметров
распределений заключается в определении не единственного точечного значения, а
интервала, который с заданной вероятностью накрывает истинное значение
оцениваемого параметра. Для заранее выбранного уровня значимости ,
, по
выборке определяются два числа
и
,
, между
которыми с вероятностью
находится неизвестный
параметр
:
.
Число называется доверительной
вероятностью (надежностью),
,
– доверительными нижней и
верхней границами. Величины
,
определяются по результатам выборки, следовательно,
являются случайными.
Если – точечная оценка
неизвестного параметра
, то
,
где
– предельная ошибка (уровень
надежности) выборки, которая либо задается заранее, либо
вычисляется.
На практике часто используются односторонние доверительные интервалы, которые определяются из условий:
или
и называются правосторонними и левосторонними соответственно.
Длина доверительного интервала, характеризующая
точность интервальной оценки, зависит от объема выборки и
надежности
. При увеличении
длина
доверительного интервала уменьшается, а с приближением надежности к 1 –
увеличивается. В качестве
принимают значения 0,9;
0,95; 0,99, что соответствует 90-, 95-, 99%-ым доверительным интервалам
соответственно.
Задача определения доверительного интервала может быть
решена только тогда, когда удается найти закон распределения случайной
величины, используемой в качестве оценки, то есть плотность вероятности . В общем случае этот закон зависит от
самого неизвестного параметра. Однако иногда удается перейти от оценки
к таким функциям выборочных значений,
закон распределения которых зависит только от объема выборки
и закона распределения случайной величины
и не зависит от неизвестных параметров.
Пусть выборка произведена
из генеральной совокупности значений нормально распределенной с параметрами
и
случайной
величины
, т.е.
~
.
Доверительный интервал для
математического ожидания при известной дисперсии
с
доверительной вероятностью
имеет вид:
.
Здесь – квантиль порядка
нормального
распределения, которое находится по таблицам интеграла вероятностей
,
–
точность оценки. Из соотношения
находится минимальный
объем
выборки, который обеспечивает заданную точность
:
.
Число , как правило,
неизвестно, поэтому его заменяют приближенным значением:
.
Работа в Excel. Для построения доверительного интервала математического ожидания при известной дисперсии используется статистическая функция (приложение 1)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.