估計量

用來估計未知總體的參數

在統計學中,估計量是基於觀測數據計算一個已知量的估計值的法則:於是估計量(estimator)、被估量(estimand)和估計值(estimate)是有區別的。 

估計量用來估計未知總體的參數,它有時也被稱為估計子;一次估計是指把這個函數應用在一組已知的數據集上,求函數的結果。對於給定的參數,可以有許多不同的估計量。我們通過一些選擇標準從它們中選出較好的估計量,但是有時候很難說選擇這一個估計量比另外一個好。

基本內容


estimator
用來估計總體未知 參數用的 統計量。
當經 測定的具體 數值代入估計量時,它就是一個具體的數值稱為估計值,英文是estimate。
設(X1,……,Xn)為來自總體X的樣本,(x1,…xn)為相應的樣本值,θ是總體分佈的未知參數,θ∈Θ,
Θ表示θ的取值範圍,稱Θ為參數空間。儘管θ是未知的,但它的參數空間Θ是事先知道的。為了估計未知參數θ,我們構造一個統計量h(X1,……,Xn),然後用h(X1,……,Xn)的值h(x1,…xn)來估計θ得真值,稱h(X1,……,Xn)為θ的估計量。

概念


參數的點估計就是根據樣本構造一個統計量,作為總體未知參數的估計。
定義1設總體的X未知參數為,樣本為,根據樣本構造一個統計量作為未知參數的估計,則稱這個統計量為未知參數的估計量.

評選標準


估計量的常用標準有三個,分別為:無偏性、有效性和一致性
(一)無偏性
定義若估計量=(X1,X2,…,Xn)的數學期望E()存在,且對於任意∈有
E()=,則稱是的無偏估計
在科學技術中E()-稱為以作為估計的系統誤差,無偏估計的實際意義就是無系統誤差。
例1:設總體X的的k階矩k=E(Xk)(k1)存在,又設X1,X2,…,Xn是X的一個樣本。試證明不論總體服從什麼分佈特別,不論總體服從什麼分佈,只要它的數學期望存在
總是總體X的數學期望1=E(X)的無偏估計量。
例2:對於均值,方差0都存在的總體,若,2均為未知,則2的估計量是有偏的。

量化特性

以下定義和屬性是相關的。
誤差
對於一個給定樣本x,估計量的"誤差"定義為
其中是待估參數。注意誤差e不僅取決於估計量(估計公式或過程),還取決於樣本。
均方誤差
估計量的均方誤差被定義為誤差的平方的期望值,即為:
它用來顯示估計值的集合與被估計單個參數的平均差異。試想下面的類比:假設“參數”是靶子的靶心,“估計量”是向靶子射箭的過程,而每一支箭則是“估計值”(樣本)。那麼,高均方誤差就意味著每一支箭離靶心的平均距離較大,低均方誤差則意味著每一支箭離靶心的平均距離較小。箭支可可能會集聚也可能不。比如說,即使所有箭支都射中了同一個點,同時卻嚴重偏離了靶子,均方誤差相對來說依然很大。然而要注意的是,如果均方誤差相對較小,箭支則更有可能集聚(而不是離散)。