
【經】 statistical point estimation
【醫】 statistics
【經】 numerical statement; statistics
【計】 point estimation
【化】 point estimation
點估計(Point Estimation)是統計學中參數估計的核心方法之一,指利用樣本數據計算出的單個數值來估計總體未知參數的過程。該術語在漢英詞典中對應"Point Estimation",強調其結果為數軸上的一個具體“點”,區别于給出取值範圍的區間估計(Interval Estimation)。
定義
設總體分布參數為 (theta)(如均值 (mu)、方差 (sigma)),從總體中抽取樣本 (X_1, X_2, ldots, X_n),構造樣本函數 (hat{theta} = T(X_1, ldots, X_n)) 作為 (theta) 的估計量。将具體樣本觀測值代入後得到的數值 (hat{theta}(x_1, ldots, x_n)) 稱為(theta) 的點估計值。
例如:用樣本均值 (bar{x} = frac{1}{n}sum x_i) 估計總體均值 (mu)。
關鍵特點
方法 | 原理 | 典型應用場景 |
---|---|---|
矩估計法 | 用樣本矩(如均值、方差)替代總體矩求解參數方程 | 分布形态已知時的參數估計 |
最大似然估計 | 選擇使樣本出現概率最大的參數值 (hat{theta}_{text{MLE}}) | 適用于大多數概率分布模型 |
最小二乘法 | 最小化觀測數據與模型預測值的平方誤差 | 線性回歸、曲線拟合 |
系統闡述點估計的理論基礎及評價準則,強調無偏性與均方誤差的權衡 。
美國國家标準與技術研究院定義點估計為"a single value estimate of a population parameter",并給出實際計算案例 。
從頻率學派視角分析點估計量的構造方法,涵蓋充分統計量與信息利用率的關系 。
某工廠生産燈泡,隨機抽取10隻測得壽命(小時):
[ 1202, 1185, 1220, 1198, 1215, 1170, 1225, 1189, 1208, 1211 ]
若需估計總體平均壽命 (mu):
- 點估計值:(bar{x} = 1202.3) 小時
- 使用估計量:樣本均值 (bar{X})
- 方法依據:由大數定律,(bar{X}) 是 (mu) 的一緻無偏估計。
統計中的點估計是指利用樣本數據計算出一個具體的數值,用以估計總體未知參數的方法。它是參數估計的核心内容之一,與區間估計(範圍估計)形成對比。以下是關鍵點解析:
估計量(Estimator)
用于估計參數的統計量(如樣本均值 $bar{X}$),本質是一個隨機變量,其分布依賴樣本。
估計值(Estimate)
估計量在具體樣本中計算出的數值(如 $bar{X}=5$),是确定值。
矩估計法
用樣本矩(如樣本均值、方差)替換總體矩,建立方程求解參數。例如,用樣本均值估計總體均值。
最大似然估計(MLE)
選擇使樣本出現概率最大的參數值。例如,若樣本服從正态分布,MLE 會通過最大化似然函數求解 $mu$ 和 $sigma$。
無偏性
估計量的期望等于真實參數,即 $E(hat{theta}) = theta$。例如,樣本方差 $S$ 是總體方差的無偏估計。
有效性
方差更小的無偏估計量更優。例如,樣本均值比樣本中位數更有效估計正态分布的均值。
一緻性
當樣本量增大時,估計量依概率收斂于真實值。
通過點估計,我們能快速獲得參數的近似值,但需注意其局限性,實際應用中常與假設檢驗、置信區間結合使用。
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