数理统计第二章

发布 2022-07-15 07:38:28 阅读 5281

第二章。

1.设母体x具有负指数分布,它的分布密度为。

其中。试用矩法求的估计量。

解:从而有

2.设母体x具有几何分布,它的分布列为:

先用矩法求p的矩估计量,再求p的最大似然估计。解:令=

所以有 ).其似然函数为。

解之得 .设母体x具有在区间[a,b]上的均匀分布,其分布密度为。

其中a,b是未知参数,试用矩法估计求a与b的估计量。

解:因为总体x服从u(a,b)所以。

4.设母体x的分布密度为。

其中。1)求的最大似然估计量,2)用矩法求的估计量。

解:(1)设为样本观察值则似然函数为:

解之得: 2)母体x的期望。

而样本均值为:

5.设母体x的密度为。

试求的最大似然估计,并问所得估计量是否的无偏估计。

解:其似然函数为:

2)由于。所以为的无偏估计量。

6.设母体x的密度为。

其中k是已知的正整数,试求未知参数的最大似然函数估计量.

解:其似然函数为:

解得。.设母体x具有均匀分布密度,从中抽得容量为6的子样数值1.3,0.6,1.7,2.2,0.3,1.1,试求母体平均数和方差的最大似然估计量的值。

解:由题意知:均匀分布的母体平均数,方差。

用极大似然估计法求得极大似然估计量。

似然函数。选取使达到最大取。

由以上结论当抽得容量为6的子样数值1.3,0.6,1.7,2.2,0.3,1.1,时。

即 8.设母体x的分布密度为。

试求的最大似然估计。

解:取子样值为。

则似然函数为。

要使似然函数最大,则需取。

即=9.元件无故障的工作时间具有负指数分布。取1000个元件工作时间的记录数据,经分组后,得到它的频数分布为

如果各组中数据都取为组中值,试用最大似然法求的点估计。

解:取子样值。

则其似然函数。

由题中数据可知。

则 10.设正态母体分布x的分布为,试在下列情况下用子样极差估计:

1)取得子样值1.5,6.2,2,3.3,2.7;

2)取得容量为20的子样,其数值见表2-2,等分成两组,前10个和后10个数据各为一组。

解:(1)由题中子样值及题意知:

极差。查表2-1得。

故。2)平均极差,查表知。

解:设为其母体平均数的无偏估计,则应有。

又因。即知。

12.设母体x服从正态分布是从此母体中抽取的一个子样。试验证下面三个估计量:

都是的无偏估计,并求出每个估计量的方差。问哪一个方差最小?

解: ,则。

所以三个估计量均为的无偏估计。

同理可得,

可知的方差最小也亦最有效。

13.设是具有泊松分布母体的一个子样。试验证:子样方差是的无偏估计;并且对任一值, 也是的无偏估计,此处为子样平均数。

解: 即是的无偏估计。

又因为。即也是的无偏估计。

又。因此也是的无偏估计。

14.设为母体的一个子样。试选择适当常数,使为的无偏估计。

解:由题意:

因为。要使只需。

所以当时为的无偏估计。

15.设参数的无偏估计量为,其方差依赖于子样容量。若,试证是的相合估计量。

证明:参数的无偏估计量为,依赖于子样容量。

则由切比雪夫不等式。

故有。即证为的相合估计量。

16试验证本章第一节例4中求得的二项分布中的p的估计量是优效估计。

证明:设x服从,则分布律为。

这时 例4中所以(无偏)

罗—克拉美下界满足。

所以。即为优效估计。

17.设是平均数为已知的正态母体的一个子样。试用最大似然估计法求的估计量,并验证它是否是优效估计。

解:设总体x的密度函数。

似然函数为。

因为=故的罗—克拉美下界。又因。且。

所以是的无偏估计量。

且 故是的优效估计。

18.从一批电子管中抽取100只,若抽取的电子管的平均寿命为1000小时,标准差s为40小时,试求整皮电子管的平均寿命的置信区间 (给定置信概率为95%)。

解:由题意:n=100,可以认为此为大子样,所以近似服从。

得置信区间为

已知 s=40 =1000 查表知代入计算得。

所求置信区间为(992.16 1007.84)

19.随机地从一批钉子中抽取16枚,测的其长度(单位:cm)为2.

14,2.10,2.13,2.

15,2.13,2.12,2.

13,2.10,2.15,2.

12,2.14,2.10,2.

13,2.11,2.14,2.

11。设钉长分布为正态的,试求母体平均数的置信概率为90%的置信区间:(1)若已知(cm);(2)若未知。

解:(1)已知则由。

解之得置信区间

将n=16 =2.125

代入计算得置信区间(2.1209 2.1291)

2)未知 解得置信区间为

将n=16 代入计算得。

置信区间为(2.1175 2.1325)。

20.为估计制造一批钢索所能承受的平均张力,从其中取样做10次试验。由试验值得平均张力为,标准差为220。设张力服从正态分布,试求钢索所能承受平均张力的置信概率为95%的置信区间。

解:用t估计法

解之得置信区间

将 n=10 查表。

代入得置信区间为(6562.618 6877.382)。

21.假定每次试验时,出现事件a的概率p相同但未知。如果在60次独立试验中,事件a出现15次,试求概率p的置信区间(给定置信概率为0.95)。

解:因n=60属于大样本且是来自(0—1)分布的总体,故由中心极限定理知近似服从即。

解得置信区间为

本题中将代替上式中的由题设条件知。

查表知。代入计算的所求置信区间为(0.1404 0.3596)

22.对于方差为已知的正态母体,问需抽取容量为多大的子样,才能使母体平均数的置信概率为的置信区间的长度不大于l?

解:未知故。

由解得。置信区间为

区间长度为于是。

计算得即为所求。

23.从正态母体中抽取一个容量为n的子样,算得子样标准差的值。设(1)n=10, =5.1;(2)n=46, =14。试求母体标准差的置信概率为0.99的置信区间。

解:未知,用估计法

解得的置信区间为

1)当n=10, =5.1时查表=23.59 =1.73

代入计算得的置信区间为(3.150 11.616)

2)当n=46, =14时查表=73.166 24.311

代入计算可得的置信区间为(10.979 19.047)

24.测得一批钢管的20个样品的屈服点(单位:吨/)为:4.

98,5.11,5.20,5.

20,5.11,5.00,5.

61,4.88。5.

27,5.38,5.46,5.

27,5.23,4.96,5.

35,5.15,5.35,4.

77,5.38,5.54 设屈服点服从正态分布,求和的置信概率为95%的置信区间。

解:(1)先求的置信区间由于未知。

得置信区间为

经计算查表 n=20

代入计算得置信区间为(5.1069 5.3131)

2)未知用统计量。

得的置信区间为

查表=32.858.91

代入计算得的置信区间为(0.1675 0.3217)

25.设母体x服从正态分布,和是子样的平均数和方差;又设,且与独立,试求统计量的抽样分布。

解:因与相互独立,所以与相互独立,故。

又因且与相互独立,有t分布的定义知。

26.设和分别是从分布为和两个母体中抽取随机子样,和分别表示x和y的子样平均数,和分别表示x和y的子样方差。对任意两个固定的实数和,试求随机变量。

的概率分布。

解:因。所以,

由于与相互独立,则。即 又因

则。构造t分布 =

27.从正态母体中抽取一个n>45的大子样,利用第一章2.2中分布的性质3,证明方差的置信区间(给定置信概率为)是。

证明:因抽取n>45为大子样。

由分布的性质3知。

近似服从正态分布。

所以 得或。

可得的置信区间为。

28. 对某农作物二个品种a,b计算了8个地区的亩产量如下:

品种a 86,87,56,93,84,93,75,79

品种b 80,79,58,91,77,82,76,66

假定二个品种的亩产量分别俯冲正态分布,且方差相等。试求平均亩产量之差置信概率为95%的知心区间。

解: 因未知,故用统计量。

其中而 查表

计算 , 代入得。

故得置信区间。

29.随机地从批导线中愁娶根,从批导线中抽取5根,测得其电阻(单位:欧姆)并计算得;,

设测试数据分别具有分布和。试求置信概率为95%的置信区间。

解: 因故用统计量。

其中。计算得置信区间为。

把=0.000006571 =2.364

代入可得所求置信区间为(-0.002016 0.008616)。

数理统计 第二章

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