Статистическое оценивание

Материал из MachineLearning.

(Различия между версиями)
Перейти к: навигация, поиск
(переработка-продолжение)
м (Состоятельность: терминология)
Строка 20: Строка 20:
Одно из самых очевидных требований к точечной оценке заключается в том, чтобы можно было ожидать достаточно хорошего приближения к истинному значению параметра при достаточно больших значениях объема выборки <tex>n</tex>. Это означает, что оценка <tex>\widehat\theta_n</tex> должна сходиться к истинному значению <tex>\theta</tex> при <tex>n\to\infty</tex>. Это свойство оценки и называется '''состоятельностью'''. Поскольку речь идет о случайных величинах, для которых имеются разные виды сходимости, то и данное свойство может быть точно сформулировано по-разному:
Одно из самых очевидных требований к точечной оценке заключается в том, чтобы можно было ожидать достаточно хорошего приближения к истинному значению параметра при достаточно больших значениях объема выборки <tex>n</tex>. Это означает, что оценка <tex>\widehat\theta_n</tex> должна сходиться к истинному значению <tex>\theta</tex> при <tex>n\to\infty</tex>. Это свойство оценки и называется '''состоятельностью'''. Поскольку речь идет о случайных величинах, для которых имеются разные виды сходимости, то и данное свойство может быть точно сформулировано по-разному:
-
** если <tex>\widehat\theta_n</tex> сходится к истинному значению <tex>\theta</tex> с вероятностью 1 (почти наверное), то тогда оценка называется '''сильно состоятельной''';
+
* если <tex>\widehat\theta_n</tex> сходится к истинному значению <tex>\theta</tex> с вероятностью 1 (почти наверное), то тогда оценка называется '''сильно состоятельной''';
-
** если имеет место [[сходимость по вероятности]] <tex>\widehat{\theta}_n\stackrel{P}{\longrightarrow}\theta</tex>, то тогда оценка называется '''слабо состоятельной'''.
+
* если имеет место [[сходимость по вероятности]] <tex>\widehat{\theta}_n\stackrel{P}{\longrightarrow}\theta</tex>, то тогда оценка называется '''слабо состоятельной'''.
 +
 
 +
Когда употребляют просто термин ''состоятельность'', то обычно имеется в виду слабая состоятельность, т.е. сходимость по вероятности.
Условие состоятельности является практически обязательным для всех используемых на практике оценок. Несостоятельные оценки используются крайне редко.
Условие состоятельности является практически обязательным для всех используемых на практике оценок. Несостоятельные оценки используются крайне редко.

Версия 07:51, 11 ноября 2009

Содержание

Постановка задачи

Задача статистического оценивания неизвестных параметров - одна из двух основных (наряду с задачей проверки статистических гипотез) задач математической статистики.

Предположим, что имеется параметрическое семейство распределений вероятностей F(t,\theta) (для простоты будем рассматривать распределение случайных величин и случай одного параметра). Здесь \theta\in\mathbb{R} - числовой параметр, значение которого неизвестно. Требуется оценить его по имеющейся выборке X^n=(X_1,\ldots,X_n) значений, порожденной данным распределением.

Различают два основных типа оценок: точечные оценки и доверительные интервалы.

Точечное оценивание

Точечное оценивание - это вид статистического оценивания, при котором значение неизвестного параметра \theta приближается отдельным числом. То есть необходимо указать функцию от выборки (статистику)

\widehat\theta_n=\widehat\theta_n(X^n),

значение которой будет рассматриваться в качестве приближения к неизвестному истинному значению \theta.

Ниже приводятся некоторые свойства, которыми могут обладать или не обладать точечные оценки.

Состоятельность

Одно из самых очевидных требований к точечной оценке заключается в том, чтобы можно было ожидать достаточно хорошего приближения к истинному значению параметра при достаточно больших значениях объема выборки n. Это означает, что оценка \widehat\theta_n должна сходиться к истинному значению \theta при n\to\infty. Это свойство оценки и называется состоятельностью. Поскольку речь идет о случайных величинах, для которых имеются разные виды сходимости, то и данное свойство может быть точно сформулировано по-разному:

  • если \widehat\theta_n сходится к истинному значению \theta с вероятностью 1 (почти наверное), то тогда оценка называется сильно состоятельной;
  • если имеет место сходимость по вероятности \widehat{\theta}_n\stackrel{P}{\longrightarrow}\theta, то тогда оценка называется слабо состоятельной.

Когда употребляют просто термин состоятельность, то обычно имеется в виду слабая состоятельность, т.е. сходимость по вероятности.

Условие состоятельности является практически обязательным для всех используемых на практике оценок. Несостоятельные оценки используются крайне редко.

Несмещенность

...to be continued...



К точечному оцениванию относятся метод моментов, метод минимального расстояния \chi^2, метод максимального правдоподобия, метод наименьших квадратов.

Свойства точечных оценок

(оценка сходится по вероятности к параметру \theta)

\mathsf{D}\hat{\theta}_n=\min\mathsf{D}\hat{\theta}_n', где \hat{\theta}'_n:\; \mathsf{E}\hat{\theta}'_n=\theta


(эффективная оценка обладает минимальной дисперсией среди всех несмещенных оценок)

F(X^n|T=t,\theta)=F(X^n|T=t)

Критерий факторизации

Теорема
Статистика T(X^n) является достаточной тогда и только тогда, когда

F(X^n,\theta)=g(T,\theta)h(X^n)

Литература

  1. Кобзарь А. И. Прикладная математическая статистика. — М.: Физматлит, 2006. — 816 с.

Ссылки

Личные инструменты