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最小方差無偏估計(jì)
來源:互聯(lián)網(wǎng)

統(tǒng)計(jì)學(xué)上,最小方差無偏估計(jì)(minimum-variance unbiased estimator,簡寫為MVUE)是一個(gè)對于所有無偏估計(jì)中,擁有最小方差的無偏估計(jì)。若無論真實(shí)參數(shù)值θ是多少,最小方差無偏估計(jì)(MVUE)都比其他不偏估計(jì)有更小或至多相等的方差,則稱此估計(jì)為一致最小方差無偏估計(jì)(uniformly minimum-variance unbiased estimator,簡寫為UMVUE)。

原理介紹

若 為參數(shù)函數(shù)的一個(gè)無偏估計(jì),且對于參數(shù)函數(shù) 的任一無偏估計(jì)恒有下列關(guān)系則稱為參數(shù)函數(shù) 的一致最小方差無偏估計(jì)(UMVUE)。

若參數(shù)函數(shù) 存在無偏估計(jì),則可證明出一致最小方差無偏估計(jì)存在且只有一個(gè)。

一般地,設(shè) 是參數(shù)函數(shù)的無偏估計(jì)且統(tǒng)計(jì)量 T是分布族的完備充分統(tǒng)計(jì)量,則

是參數(shù)函數(shù)的一致最小方差無偏估計(jì)(UMVUE)。

評估器選擇

不需要存在有效的估計(jì)量,但如果確實(shí)如此,并且如果它是無偏的,那么它就是MVUE。由于估計(jì)量δ的均方誤差(MSE)是MVUE使無偏估計(jì)中的MSE最小化。在某些情況下,偏差估計(jì)量的MSE較低,因?yàn)樗鼈兊姆讲钚∮谌魏螣o偏估計(jì)量。

例子

考慮將數(shù)據(jù)作為單個(gè)觀察,來自R上具有密度的絕對連續(xù)分布

我們希望找到UMVU的估算器首先,我們了解到密度可以寫成這是一個(gè)指數(shù)族,具有足夠的統(tǒng)計(jì)量 。實(shí)際上這是一個(gè)滿秩指數(shù)族,因此T足夠完整。因此,在這里,我們使用Lehmann-Scheffé定理得到MVUE

顯然 是無偏并且 足夠完整,因此UMVU估算器是

這個(gè)例子說明了完整的充分統(tǒng)計(jì)量的無偏函數(shù)將是UMVU,正如Lehmann-Scheffé定理所述。

其它例子

對于具有未知均值和方差的正態(tài)分布,樣本均值和(無偏)樣本方差是總體均值和總體方差的MVUE。

然而,樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差對于總體標(biāo)準(zhǔn)偏差不是無偏的。

此外,對于其他分布,樣本均值和樣本方差通常不是MVUE - 對于具有未知上限和下限的均勻分布,中間范圍是總體均值的MVUE。

如果在具有未知上限N的集合上從離散均勻分布中選擇k個(gè)樣本(沒有替換),則N的MVUE是其中m是樣本最大值。這是樣本最大值的縮放和移位(如此無偏)變換,這是一個(gè)足夠和完整的統(tǒng)計(jì)量。

參考資料 >

生活家百科家居網(wǎng)