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学生教师

例 6.3.6

medium一级题目发布者: ai-batch

题干

设 x1,x2,⋯ ,xnx_1, x_2, \cdots, x_nx1​,x2​,⋯,xn​ 是来自正态总体 N(μ,σ2)N(\mu, \sigma^2)N(μ,σ2) 的样本,在例 6.3.4 中已求得 μ\muμ 和 σ2\sigma^2σ2 的最大似然估计为

μ^=xˉ,σ2^=sn2.\hat{\mu} = \bar{x}, \quad \hat{\sigma^2} = s_n^2.μ^​=xˉ,σ2^=sn2​.

利用最大似然估计的不变性,分别求以下参数函数的最大似然估计:

(1)标准差 σ\sigmaσ 的 MLE;

(2)概率 P(X<3)=Φ ⁣(3−μσ)P(X < 3) = \Phi\!\left(\dfrac{3-\mu}{\sigma}\right)P(X<3)=Φ(σ3−μ​) 的 MLE;

(3)总体 0.90 分位数 x0.90=μ+σu0.90x_{0.90} = \mu + \sigma u_{0.90}x0.90​=μ+σu0.90​ 的 MLE,其中 u0.90u_{0.90}u0.90​ 为标准正态分布的 0.90 分位数。

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解析

由最大似然估计的不变性可得如下参数的最大似然估计:

  • 标准差 σ\sigmaσ 的 MLE 是 σ^=sn\hat{\sigma} = s_nσ^=sn​。

  • 概率 P(X<3)=Φ ⁣(3−μσ)P(X<3) = \Phi\!\left(\dfrac{3-\mu}{\sigma}\right)P(X<3)=Φ(σ3−μ​) 的 MLE 是 Φ ⁣(3−xˉsn)\Phi\!\left(\dfrac{3-\bar{x}}{s_n}\right)Φ(sn​3−xˉ​)。

  • 总体 0.90 分位数 x0.90=μ+σu0.90x_{0.90} = \mu + \sigma u_{0.90}x0.90​=μ+σu0.90​ 的 MLE 是 xˉ+snu0.90\bar{x} + s_n u_{0.90}xˉ+sn​u0.90​,其中 u0.90u_{0.90}u0.90​ 为标准正态分布的 0.90 分位数。

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