数理统计
总体与个体
概念 P89
- 总体: 研究对象全体的集合
- 个体: 组成总体的元素
关系 P90
设总体X的分布函数F(x), 若 X1,X2,...,Xn 相互独立且与总体同分布, 则称 X1,X2,...,Xn 是总体 X 的容量为 n 的样本
统计量 P92
设 g(x1,x2,...,xn) 不含未知参数, 有
Z=g(X1,X2,...,Xn)
则称随机变量 Z 为统计量
样本均值
X=n1i=1∑nXi
样本方差
注意 n−1 , 此时样本方差为总体方差的无偏估计
S2=n−11i=1∑n(Xi−X)2
样本标准差
S=n−11i=1∑n(Xi−X)2
抽样分布 P93
χ2 (卡方)分布
设 (X1,X2,...,Xn) 是总体 X∼N(0,1) 的样本, 称统计量
χ2=X12+X22+...+Xn2
服从自由度为n的卡方分布, 记为 χ2∼χ2(n)要求 (X1,X2,...,Xn) 相互独立, 或仅有一个自由度(变量)时, 没有要求
概率密度
f(x)={2n/2Γ(n/2)1x2n−1e−2x0,x≥0,x<0
性质
Eχ2=n
Dχ2=2n
χ12∼χ2(n)χ22∼χ2(m)(χ12+χ22)∼χ2(n+m)
- 设 χ2∼χ2(n) 常数 χα2(n), α∈(0,1), 满足
∫χα2(n)+∞fχ2(x)dx=P(χ2>χα2(n))=α
则称 χα2(n) 为 χ2(n) 分布的上侧 α 分位点
特例
X∼N(0,1) 则 X2∼χ2(1)
t 分布
设 X∼N(0,1)Y∼χ2(n), 且 X,Y 相互独立, 则称
T=(上下均匀, 同次)Y/nX∼t(n)
表明 T 服从自由度为 n 的 t 分布
性质
- t 分布的概率密度函数为偶函数
- 当 n→∞, t(n) 分布趋近于标准正态分布
- 设 T∼t(n) 常数 tα(n), α∈(0,1), 满足
∫tα(n)+∞fT(x)dx=P(T>tα(n))=α
则称 tα(n) 为 t(n) 分布的上侧 α 分位点 4. 特征 分子分母为一次
特例
X,Y 来自总体 N(0,1)∵∣Y∣=Y2Y2∼χ2(1)∴∣Y∣X∼t(1)
F 分布
设 X∼χ2(n)Y∼χ2(m), 且 X,Y 相互独立, 则称
F=(上下均匀, 同次)Y/mX/n∼F(n,m)
表明 F 服从自由度为 (n,m) 的 F 分布
性质
F∼F(n,m)→F1∼F(m,n)
- 设 F∼F(n,m) 常数 Fα(n), α∈(0,1), 满足
∫Fα(n,m)+∞fF(x)dx=P(F>Fα(n,m))=α
则称 Fα(n,m) 为 F(n,m) 分布的上侧 α 分位点
F1−α(n,m)=Fα(m,n)1
- 特征 分子分母为二次
正态总体的统计量分布 P95
前提条件: 设 (X1,X2,...,Xn) 是总体 X∼N(μ,σ2) 的样本
性质
- X 与 S2 独立
Xˉ∼N(μ,nσ2)
- S 中分母为 n−1, 减去的值为随机变量 Xˉ
(n−1)σ2S2∼χ2(n−1)
- 将 Xi 标准化后求平方和, 即卡方分布
σ21i=1∑n(Xi−μ)2∼χ2(n)
统计量分布 P95
单随机变量序列
标准化的 X 与化为 χ2(n−1) 的 S2 转换为 t 分布时, 要除以 n−1 并开方
T=(σ/nX−μ)/n−1n−1σ2S2=S/nXˉ−μ∼t(n−1)
双变量
设 (X1,X2,...,Xn) 是总体 X∼N(μx,σx2) 的样本
(Y1,Y2,...,Ym) 是与 X 独立的总体 Y∼N(μy,σy2) 的样本
F=Sy2/σy2Sx2/σx2∼F(n−1,m−1)