Лекция 26 Статистические оценки параметров распределения.

Пусть требуется изучить количественный признак генеральной совокупности. Допустим, что из теоретических соображений удалось установить, какое именно распределение имеет признак. Естественно возникает задача оценки параметров, которыми определяется это распределение.

Обычно в распоряжении исследователя имеются лишь данные выборки, например, значения количественного признака , полученные в результате наблюдений. Через эти данные и выражают оцениваемый параметр. Рассматривая как независимые случайные величины , можно сказать, что найти статистическую оценку неизвестного параметра распределения – это значит найти функцию от наблюдаемых случайных величин, которая и дает приближенное значение оцениваемого параметра.

§ 26.1 Несмещенные, эффективные и состоятельные оценки.

Для того чтобы статистические оценки давали «хорошие» приближения оцениваемых параметров, они должны удовлетворять определенным требованиям. Укажем эти требования.

Пусть – наблюдаемые значения СВ . Обозначим через статистическую оценку неизвестного параметра , вычисленного на основе данного статистического материала.

Несмещенной называют статистическую оценку , математическое ожидание которой равно оцениваемому параметру при любом объеме выборки, т.е.

.

Эффективной называют статистическую оценку, которая при заданном объеме выборки имеет наименьшую дисперсию.

Состоятельной называют статистическую оценку, которая при стремится по вероятности к оцениваемому параметру, т.е. для любого при .

Отметим, что смещенной называют оценку, математическое ожидание которой не равно оцениваемому параметру.

§26.2 Числовые характеристики вариационных рядов.

П.1 Выборочная средняя.

Пусть для изучения генеральной совокупности относительно количественного признака извлечена выборка объема .

Выборочной средней называют среднее арифметическое значение признака выборочной совокупности.

Если все значения признака выборки объема различны, то

. (26.1)

Если же значения признака имеют соответственно частоты , причем , то

или . (26.2)

П.2 Выборочная дисперсия и выборочное среднее квадратическое отклонение.

Для того чтобы охарактеризовать рассеяние наблюдаемых значений количественного признака выборки вокруг своего среднего значения , вводят такую характеристику как выборочная дисперсия.

Выборочной дисперсией называют среднее арифметическое квадратов отклонения наблюдаемых значений признака от их среднего значения .

Если все значения признака выборки объема различны, то

. (26.3)

Если же значения признака имеют соответственно частоты , причем , то

. (26.4)

Пример 26.1 Выборочная совокупность задана таблицей распределения:

	1	2	3	4
	20	15	10	5

Найти выборочную дисперсию.

Решение.

Найдем выборочную среднюю по формуле (26.2): .

Найдем выборочную дисперсию:

.

Кроме дисперсии, для характеристики рассеяния значений признака выборочной совокупности вокруг своего среднего значения пользуются средним квадратическим отклонением.

Выборочным средним квадратическим отклонением (стандартом) называют квадратный корень из выборочной дисперсии: .

Замечание. Вычисление дисперсии можно упростить, используя следующую формулу: . (26.5)

П.3 Исправленная выборочная дисперсия.

Выборочная дисперсия является смещенной оценкой генеральной дисперсии, поэтому в статистике применяют также исправленную выборочную дисперсию, которая является несмещенной оценкой генеральной дисперсии и обозначается .

Исправленная выборочная дисперсия находится по формуле:

. (26.6)

Для оценки среднего квадратического отклонения генеральной совокупности используют «исправленное» среднее квадратическое отклонение, которое равно квадратному корню из исправленной дисперсии:

. (26.7)

Отметим, что не является несмещенной оценкой.

Замечание. Сравнивая формулы (26.4) и (26.6), видим, что они отличаются только знаменателями. Очевидно, что при больших значениях объема выборки выборочная и исправленная дисперсии отличаются мало. На практике пользуются исправленной дисперсией, если примерно .