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样本统计量

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2023-12-01

统计量

设$$X_1$$,$$X_2$$,...,$$X_n$$是来自总体$$X$$(随机变量)的一个样本,它们相互独立,$$g(X_1,X_2,...,X_n)$$是$$X_1$$,$$X_2$$,...,$$X_n$$的函数,若$$g$$中不含未知参数,则称$$g(X_1,X_2,...,X_n)$$是一统计量

因为$$X_1$$,$$X_2$$,...,$$X_n$$都是随机变量,而统计量是随机变量的函数,因此统计量是一个随机变量。设$$x_1,x_2,...,x_n$$是相应于样本$$X_1$$,$$X_2$$,...,$$X_n$$的样本值,则称$$g(x_1,x_2,...,x_3)$$是$$g(X_1,X_2,...,X_n)$$的观察值

样本均值

$$ \overline{X}=\frac{1}{n}\displaystyle\sum_{i=1}^{n} X_i $$

样本方差(无偏估计)

$$ S2=\frac{1}{n-1}\displaystyle\sum_{i=1}{n} (X_i-\overline{X})2=\frac{1}{n-1}(\displaystyle\sum_{i=1}{n} X_i2-n\overline{X}2) $$

样本标准差

$$ S=\sqrt{S2}=\sqrt{\frac{1}{n-1}\displaystyle\sum_{i=1}{n} (X_i-\overline{X})^2} $$

样本$$k$$阶(原点)距

$$ A_k=\frac{1}{n}\displaystyle\sum_{i=1}{n} X_ik $$

样本$$k$$阶中心距

$$ A_k=\frac{1}{n}\displaystyle\sum_{i=1}{n} (X_i-\overline{X})k $$

样本的协方差:

$$ Cov(X,Y)=\frac{1}{n-1}\displaystyle\sum_{i=1}^{n} (X_i-\overline{X})(Y_i-\overline{Y}) $$

其中$$X_1$$,$$X_2$$,...,$$X_n$$是来自总体$$X$$的一个样本,$$Y_1$$,$$Y_2$$,...,$$Y_n$$是来自总体$$Y$$的一个样本。

样本协方差矩阵:

假定$$X_1$$,$$X_2$$,...,$$X_n$$是多维随机变量

$$ c_{ij}=Cov(X_{i},X_{j})=\frac{1}{n-1}\displaystyle\sum_{k=1}^{n} (X_{ik}-\overline{X_i})(X_{jk}-\overline{X_j}) $$

$$ C=\begin{bmatrix} c_{11} & c_{12} & ... & c_{1n} \ c_{21} & c_{22} & ... & c_{2n} \ \vdots & \vdots & & \vdots \ c_{n1} & c_{n2} & ... & c_{nn} \end{bmatrix} $$

为什么样本方差是除以$$n-1$$,而不是$$n$$?

“均值已经用了$$n$$个数的平均来做估计,在求方差时,只有$$n-1$$个数和均值信息是不相关的。而第$$n$$个数已经可以由前$$n-1$$个数和均值来唯一确定,实际上没有信息量,所以在计算方差时,只除以$$n-1$$“

(详细请参考 https://www.zhihu.com/question/20099757)