[统计学笔记](五)统计量及其抽样分布

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[统计学笔记](五)统计量及其抽样分布

2024-07-10 22:19| 来源: 网络整理| 查看: 265

统计量

统计学中最主要的提取信息的方式就是对原始数据进行一定的运算,得出某些代表性的数字,以反映数据某些方面的特征,这种数字称为统计量。用统计学的语言表述就是:统计量是样本的函数,它不依赖于任何未知参数。

推断统计学的重要作用就是,通过从总体中抽取样本构造适当的统计量,由样本性质去推断关于总体的性质。

统计量在统计学中具有极其重要的地位,它是统计推断的基础。统计量在统计学中的地位相当于随机变量在概率论中的地位。

定义

X_{1},X_{2},...,X_{n}是从总体X中抽取的容量为n的一个样本,如果由此样本构造一个函数T(X_{1},X_{2},...,X_{n}),不依赖与任何未知参数,则成函数T(X_{1},X_{2},...,X_{n})是一个统计量。

通常又称T(X_{1},X_{2},...,X_{n})为样本统计量。当获得样本的一组具体观测值x_{1},x_{2},...,x_{n},代入T,计算T(X_{1},X_{2},...,X_{n})的数值,就获得一个具体的统计量值。

常用统计量

根据上述可知,统计量是样本的一个函数,不同的推断问题要求构造不同的统计量。要注意的是,依赖于总体分布的未知参数不属于统计量,比如数学期望E(X)和方差D(X)

下列为常用的统计量:

抽样分布

近代统计学创始人之人,英国统计学家费希尔曾把抽样分布、参数估计和假设检验看做统计推断的三个中心内容。

若对任一自然数n都能导出统计量T(X_{1},X_{2},...,X_{n})的分布的数学表达式,这种分布成为精准的抽样分布。它对样本量n较小的统计推断问题非常有用。精准的抽样分布大多是在正态总体情况下得到的。在正态总条件下,主要有\chi ^{2}分布、t分布、F分布,常称为统计三大分布。

抽样分布也称统计量分布、随机变量函数分布,是指样本估计量的分布。样本估计量是样本的一个函数,在统计学中称作统计量,因此抽样分布也是指统计量的分布。以样本平均数为例,它是总体平均数的一个估计量,如果按照相同的样本容量,相同的抽样方式,反复地抽取样本,每次可以计算一个平均数,所有可能样本的平均数所形成的分布,就是样本平均数的抽样分布。

从已知的总体中以一定的样本容量进行随机抽样,由样本的统计数所对应的概率分布称为抽样分布。

抽样分布是统计推断的理论基础。

三大抽样分布是数理统计上的三个重要分布,由标准正态分布的总体样本组合而成。三大抽样分布一般是指:

卡方分布(\chi ^{^{2}}分布)、 t 分布 F分布 卡方分布(Chi-square distribution)

卡方分布又叫:西格玛分布

设随机变量X_{1},X_{2},...,X_{n}相互独立,且X_{i}(i=1,2,...,n)服从标准正态分布N(0,1),则它们的平方和\sum_{i=1}^{n}X_{i}^{2}服从自由度为n\chi ^{2}分布。

自由度是统计学中常用的一个概念,它可以解释为独立变量的个数,还可以解释为二次型的秩。例如,Y=X^{2}是自由度为1的\chi ^{2}分布,rank(Y)=1Z=\sum_{i=1}^{n}X_{i}^{2}是自由度为n\chi ^{2}分布,rank(Z)=n

定义:若n个相互独立的随机变量ξ₁,ξ₂,...,ξn ,均服从标准正态分布(也称独立同分布于标准



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