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    二项分布/正态分布的矩估计(Mathematica)

    来源:网络收集  点击:  时间:2024-08-11
    【导读】:
    以二项分布/正态分布为例,介绍矩估计方法,以及在Mathematica中的具体的计算流程。矩的计算和矩估计的理论参阅经验引用。工具/原料moreMathematica方法/步骤1/11分步阅读

    二项分布符号是BinomialDistribution,两个参数n,p写法如图。

    分布只是符号定义的理想模型,运算过程是符号运算,不是实际样本。

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    使用Moment函数计算这个分布的1阶矩,2阶矩。并设A1,A2,构造两个方程,如图。

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    使用Solve函数,联立这两个方程,求解出n和p。这里的每一步都是精确理想的符号运算。A1,A2是分布的矩。

    4/11

    为了产生样本,我们使用RadomVariate,产生二项分布n=5,p=0.3的样本。

    但是稍后的矩估计计算,则假设我们不知道n和p是多少,然后回来比对运算结果,看估计是否有效。

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    计算样本的一阶矩和二阶矩,使用同一个函数Moment。

    另外,注意Moment是原点矩不是中心矩。不论用哪种矩,算到最后都能用。

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    然后,我们之前那个n和p关于A1,A2的表达式,把其中的A1和A2替换为我们样本得出的a1和a2(相当于A1和A2的估计值),来算出n和p的估计值。

    可见,估计有效。

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    增大样本数量到10^8个,估计值更加接近真实值。即这个矩估计随着样本增多是收敛的。

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    下面,正态分布同理,首先符号计算分布的矩。

    如图,计算的仍然都是中心距。

    然后Solve反解待估计量。注意取第二组解,σ为正数。

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    将A1,A2替换为a1,a2解出估计值,和原来的值做比较,可见估计有效。

    增大样本数量,估计值收敛到真实值。

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    另外,使用中心矩,还是原点矩,我们应该怎么方便怎么来。

    通常一阶矩取原点矩(平均值),二阶矩取中心矩(分布中心矩与分布方差相等,样本中心矩与样本方差有比例系数n-1/n)比较方便。

    如图是取中心矩,确实简化了。

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    计算样本矩的时候,也同样和分布的矩计算对应即可。

    最后替换并计算估计值。

    注意事项

    Moment虽然既可以符号运算分布的矩,也可以用具体数据运算样本的矩,但是背后的运算是完全不同的,是该函数的重载。样本矩的计算是离散的,分布矩的计算是符号积分。

    两个待估计量,需要两个矩的式子。因为要联立解出待估计量。

    MATHEMATICA概率论矩估计二项分布正态分布
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