参数的点估计就是选定一个适当的样本统计量作为参数的估计量,并计算出估计值。如选样本均数作为总体均数的估计量;再由样本数据计算出样本均数的值,作为总体均数的估计值。点估计的常用方法有矩法和极大似然法。矩法,即用样本r阶矩作为总体r阶矩的估计量(参见条目“随机变量”)。极大似然法,即由似然函数确定参数的极大似然估计量(参见条目“极大似然法”)。所用统计量是否适于作参数的估计量,主要有三条衡量的标准:无偏性,一致性和有效性。
无偏性 估计量的值虽不全等于参数,但应要求它在参数值附近摆动。如果一个估计量θ的期望值等于被估计的参数θ值时,即
E()=θ, (1)
则此估计量称为该参数的无偏估计量。有时估计量的期望值虽不等于被估计的参数值,但在样本含量n无限增大时有
则称为θ的渐近无偏估计量。比如当总体为正态分布时,样本统计量
就是总体方差的渐近无偏估计量,但它不是无偏估计量。而样本方差
才是总体方差的无偏估计量。
一致性 若n愈大,估计量的值更集中地分布在参数θ附近,用平方误差来表示为
满足上述条件的估计量称作参数θ的一致估计量。由于
可见一致性意味着[θ-E()]2与
的方差σ
2都逼近于零,故[θ-E(
)]逼近于零,由式(1)及式(2)说明
是一个无偏估计量或渐近无偏估计量。 因此若
是一个无偏估计量, 而且
的方差随着样本含量的增大而逼近于零时,则
是θ的一致估计量。如样本均数X和样本方差s2分别是总体均数μ和总体方差σ2的无偏估计量,而且式(4)右端的两项随着n的增大都逼近于零,所以它们也是一致估计量。
有效性 若和
′是参数θ的两个估计量,其中
与θ的平方误差较小,即
则认为估计量比
'有效。 由式(4)可见,对于两个无偏估计量来说,方差较小的估计量较有效。进一步说,当样本含量确定后,在所有无偏估计量中可能存在一个方差最小的估计量,称为有效估计量。
估计量的有效性是在样本含量相同的情况下比较不同估计量的精度(分布宽度),如果比
'更有效,那是指对任何有限含量n,
值的分布比
'值的分布更靠拢参数;而一致性则是指在样本含量n→∞时,估计量的集中趋势。 如果
是θ的一致估计量, 则随着n→∞,
值的分布无限的向参数θ集中。
估计量的选择 选择统计量作为某参数的估计量时,通常应尽量选择无偏、有效且一致的估计量。例如,样本均数X是总体均数μ的无偏的、一致的和有效的估计量,因而较常用;若某参数有两个无偏、一致的估计量,一个比另一个更有效,应选更有效者。例如,在对称分布中,样本中位数M也是总体均数μ的无偏的、一致的估计量,但不如样本均数X有效,因此不宜以M代替X。有时,一个估计量虽然更有效,但它的抽样分布太复杂,难于从理论上进行处理,亦可选择一个有效性稍差但易处理的估计量。
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