Точечная оценка параметра. Свойство точечной оценки. Состоятельная, несмещенная, эффективная оценка. Исправленная дисперсия.
Точность оценки, доверительная вероятность (надежность). Доверительный интервал
Точечной называют оценку, которая определяется одним числом. Все оценки, рассмотренные выше — точечные. При выборке малого объема точечная оценка может значительно отличаться от оцениваемого параметра, т. е. приводить к грубым ошибкам. По этой причине при небольшом объеме выборки следует пользоваться интервальными оценками.
Интервальной называют оценку, которая определяется двумя числам и — концами интервала. Интервальные оценки позволяют установить точность и надежность оценок.
Пусть, найденная
по данным выборки, статистическая
характеристика
служит
оценкой неизвестного параметра
.
тем точнее определяет параметр
,
чем меньше абсолютная величина разности
.
Другими словами, если
и
то, чем меньше
,
тем оценка точнее. Таким образом,
положительное число
характеризует точность
оценки.
Надежностью
(доверительной
вероятностью)
оценки
по
называют вероятность
,
с которой осуществляется неравенство
.
Обычно надежность оценки задается
наперед, причем в качестве
берут число, близкое к единице. Наиболее
часто задают надежность, равную 0,95;
0,99
и 0,999.
Доверительным
называют интервал
,
который покрывает неизвестный параметр
с заданной па надежностью
Несмещенные, эффективные и состоятельные оценки
Пусть
есть статистическая оценка неизвестного
параметра
теоретического распределения. Допустим,
что по выборке объема n
найдена оценка
.
Повторим опыт, т. е. извлечем из генеральной
совокупности другую выборку того же
объема и по ее данным найдем оценку
.
Повторяя опыт многократно, получим
числа
,
которые, вообще говоря, будут различны
между собой. Таким образом, оценку
можно рассматривать как случайную
величину, а числа
— как ее возможные значения.
Представим себе,
что оценка
дает приближенное значение
с избытком; тогда каждое, найденное по
данным выборок, число
будет больше истинного значения
.
Ясно, что в этом случае и математическое
ожидание (среднее значение) случайной
величины
будет больше, чем
,
т. е.
.
Очевидно, что если
дает оценку с недостатком, то
.
Соблюдение
требований
гарантирует от получения систематических
ошибок.
Несмещенной
называют статистическую ошибку
,
математическое ожидание которой равно
оцениваемому параметру
при любом объеме выборки, т. е
Смещенной называют оценку, математическое ожидание которой не равно оцениваемому параметру.
Эффективной называют статистическую оценку, которая (при заданном объеме выборки n) имеет наименьшую возможную дисперсию.
Состоятельной
называют статистическую оценку, которая
при
стремится по вероятности к оцениваемому
параметру. Например, если дисперсия
несмещенной оценки при
стремится к нулю, то такая оценка
оказывается и состоятельной.
Легко
«исправить» выборочную дисперсию так,
чтобы ее математическое ожидание было
равно генеральной дисперсии. Достаточно
для этого умножить
на дробь
. Сделав это, получим «исправленную
дисперсию»,
которую обычно обозначают через
:
