【数学基础】应用数理统计知识点
迪丽瓦拉
2024-06-02 14:51:55
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基本概念

  • 总体:研究对象的总体,比如

    • 研究某厂生产的一批灯泡质量的好坏,总体就为这批灯泡的全体
    • 研究淘宝的用户,总体就为淘宝的所有用户
  • 个体:总体中的单个对象

  • 样本:从总体中抽样一部分出来,这一部分就称为样本,样本的大小称为样本容量。样本变量用(X1,X2,....,Xn)(X_1,X_2,....,X_n)(X1​,X2​,....,Xn​)表示,每个样本也称为随机变量

  • 观测值:对于样本中的每个样本,都会有一个具体的值,这个值称为观测值。观测值用(x1,x2,...,xn)(x_1,x_2,...,x_n)(x1​,x2​,...,xn​)表示

  • 独立:每次抽样之间没有关系,不会相互影响

  • 同分布:每次抽样,样本服从同一分布,比如每次抛骰子概率都是六分之一。独立同分布也简称为i.i.d.

统计量

样本的统计量:

名称公式说明
均值X‾=1n∑i=1nXi\overline X = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^nX_iX=n1​∑i=1n​Xi​
方差S2=1n−1∑i=1n(Xi−X‾)2=1n−1∑i=1n(Xi2−nX‾2)S^2=\frac{1}{n-1}\sum_{i=1}^n(X_i-\overline X)^2=\frac{1}{n-1}\sum_{i=1}^n(X_i^2-n\overline X^2)S2=n−11​∑i=1n​(Xi​−X)2=n−11​∑i=1n​(Xi2​−nX2)分母为n−1n-1n−1,表示样本方差是总体方差的无偏估计
标准差S
样本K阶原点矩Mk=1n∑i=1nXikM_k=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^nX_i^kMk​=n1​∑i=1n​Xik​k=1k=1k=1时,即为均值
样本K阶中心距Mk∗=1n∑i=1n(Xi−X‾)kM_k^*=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^n(X_i-\overline X)^kMk∗​=n1​∑i=1n​(Xi​−X)kk=2k=2k=2时,即位未修正的方差

样本均值与方差的性质:

设总体XXX的均值为EX=μEX=\muEX=μ,方差为DX=σ2DX=\sigma^2DX=σ2,样本(X1,X2,...,Xn)(X_1,X_2,...,X_n)(X1​,X2​,...,Xn​)来自总体XXX,则:

  • EX‾=μE\overline X=\muEX=μ
  • DX‾=1nσ2D\overline X=\frac{1}{n}\sigma^2DX=n1​σ2
  • ES2=σ2ES^2=\sigma^2ES2=σ2

总体方差和总体均值的关系

DX=EX2−(EX)2DX=EX^2-(EX)^2DX=EX2−(EX)2

密度函数、分布函数

离散型随机变量:

P(x)=P(X=x)P(x)=P(X=x)P(x)=P(X=x) F(x)=P(X≤x)=∑xk≤xPxkF(x)=P(X \leq x)=\sum_{x_k \leq x }P_{x_k}F(x)=P(X≤x)=xk​≤x∑​Pxk​​

连续型随机变量:

P(x)=f(x)P(x)=f(x)P(x)=f(x) F(x)=P(X≤x)=∫−∞xf(t)dtF(x)=P(X \leq x)=\int_{-\infty}^xf(t)dtF(x)=P(X≤x)=∫−∞x​f(t)dt F′(x)=f(x)F'(x)=f(x)F′(x)=f(x)

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