題:
如果我證明$ \ theta ^ 2 $的估計量是無偏的,那是否證明參數$ \ theta $的估計量是無偏的?
kingledion
2017-04-02 04:54:03 UTC
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讓$ X_i $是具有pdf $ f(\ mathbf {x} | \ theta)$的iid隨機變量,其中$ E(X_i)= 6 \ theta ^ 2 $,而$ \ theta > 0 $。

我已經計算出$ f(\ mathbf {x} | \ theta)$的參數($ \ theta $)的估計量為$ \ hat {\ theta} = \ sqrt {\ bar {x} /6} $。為了證明這是一個無偏估計量,我應該證明$ E(\ hat {\ theta})= E \ left(\ sqrt {\ bar {x} / 6} \ right)$。但是,由於$ \ hat {\ theta} ^ 2 = \ bar {x} / 6 $,所以顯示$$ \ begin {align} E(\ hat {\ theta} ^ 2)& =E(\ bar {x} / 6)\\ & = \ frac {1} {6} E \ left(\ frac {\ sum X_i} {n} \ right)\\ & = \ frac {1} {6n} \ sum E(X_i)\\ & = \ frac {1} {6n} n6 \ theta ^ 2 \\ & = \ theta ^ 2。\ end {align} $$

通常,證明$ x ^ 2 = 4 $與證明$ x = 2 $不同,因為$ x $也可能是$ -2 $。但是,在這種情況下,$ \ theta>0 $。

我已經證明$ \ hat {\ theta} ^ 2 $是無偏的,這足以表明$ \ hat {\ theta} $是無偏的嗎?

您的標題似乎沒有道理;它似乎在談論估計隨機變量-您估計的是一個參數;您的最後一句話說:“我已經證明$θ^ 2 $是無偏的$,但*參數*並非有偏的或無偏的,...參數的*估計數*是。請進行編輯,因此您的問題很清楚。
請參閱有關作業樣式(常規教科書類型)問題的[help / on-topic](該討論適用於實際上是否為作業),然後按照此處的建議添加“ self-study”標籤,並修改您的問題遵循有關此類問題的指導原則。特別是,您需要清楚地確定自己為解決問題所採取的措施,並指出遇到困難時需要的具體幫助。
可能的重複項:https://stats.stackexchange.com/questions/271319/expectation-of-a-square-root-of-a-sample-mean/271326#271326
@Taylor當然是相關的,但是這裡的問題與那裡的問題沒有相同的答案。
@Glen_b是正確的,這裡的術語是錯誤的。但是,我懷疑您可能會問一個估計量是否對$ \ theta ^ 2 $是無偏的,那麼該估計量的平方根是否對於$ \ theta $是無偏的。不它不是。
@Glen_b我在最後一句話中添加了帽子,以明確表明這些是參數的估計量。我編輯了標題,以明確說明我也在估算參數。關於您的第二條評論,我添加了自學標籤。我不確定自己對所採取的步驟或所堅持的步驟不清楚。雖然我的用語不正確,但問題似乎很明顯,可以得到解答。
感謝您的修改。我建議您展示一些嘗試來證明您在此處詢問的結果。沒關係,可以給出指導和提示而無需給出完整的推導。
二 答案:
Glen_b
2017-04-02 07:08:03 UTC
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請注意,對於任何估計量(具有有限的第二時刻),$ E(\ widehat {\ theta ^ 2})-E(\ hat \ theta)^ 2 $ $ = $ $ \ text {Var}(\ hat\ theta)\ geq 0 $僅在$ \ text {Var}(\ hat \ theta)= 0 $(不容易檢查的情況下)時才具有相等性。

通過將您的結果用於$ \ widehat {\ theta ^ 2} $的無偏性,然後使用$ \ theta $和$ \ hat \ theta $的事實,替換不等式LHS上的第一項都為正,表示$ \ hat \ theta $是有偏的,而不是像您想像的那樣無偏的。(通常,您可以應用詹森的不等式,但此處不需要。)

請注意,該證明與您的問題的細節無關-對於非負參數的非負估計量,如果其平方與參數平方無偏,則估計量本身必須為除非估計量的方差是$ 0 $,否則將是有偏差的。

+1只是鏈接到[詹森不平等](https://en.wikipedia.org/wiki/Jensen%27s_inequality)上的維基百科文章,因為幾年前我在研究類似問題時發現它非常有用
這真的很清晰很酷!
gammer
2017-04-02 07:17:11 UTC
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說$ Q $對$ \ theta ^ 2 $是無偏的,即$ E(Q)= \ theta ^ 2 $,這是由於詹森的不等式

$$ \ sqrt {E(Q)} = \ theta < E \ left(\ sqrt {Q} \ right)$$

因此,$ \ sqrt {Q} $有較高的偏見,即平均會高估$ \ theta $。

注意:這是一個嚴格的不等式(即$ < $而不是$ \ leq $),因為$ Q $不是退化的隨機變量,並且平方根不是仿射變換。



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