羅克拉美不等式

2022-10-10 07:42:03 字數 1350 閱讀 3828

§6.3 羅—克拉美不等式

前面兩節中我們介紹了矩法估計和極大似然估計,並討論了估計量的優良性質;一致性和無偏性,現在我們再來討論乙個更直觀而重要的性質。

我們知道,方差是乙個隨機變數落在它的均值e的鄰域內的集中或分散程度乙個度量,所以乙個好的估計量,不僅僅應該是待估引數的無偏估計,而且應該有盡可能小的方差。因此,若引數有兩個無偏估計量和,且對一切∈有d()≤d(),則作為的估計,比好。

定義6.3 若引數有兩個偏估計和,且對一切∈有d()≤d(),則稱估計比有效。

在例6.6中知道的極大似然估計=,顯然它不是的無偏估計,但是當n時,e,所以是的乙個漸近無偏估計。的方差

d()=

若我們令=。顯然是的無偏估計,其方差

d()= d =

由此得出,當n≥2時,無偏估計比無偏估計有效。

我們自然有這樣乙個想法,就是希望估計量的方差愈小愈好。那麼能夠小到什麼程度呢?也就是有沒有下界?

什麼條件下方差下界存在?下面我們就來討論建立乙個方差下界的羅—克拉美不等式。

羅—克拉美不等式設,,…,為取自具有概率函式,∈={a< (1)集合與無關;

(2)與存在,且對一切∈,

6.23)

6.24)

(3)令

i()=e ()>0

稱為資訊量,則

6.25)

且等式成立的充要條件為存在乙個不依賴於,,…,,但可能依賴於的k,使得等式

k(-g(06.26)

以概率1成立。

特別當g(0)=時,不等式(6.25)化為

6.27)

這個不等式工羅和克拉美在差不多的時候提出,所以現在就稱它為羅—克拉美不等式,也稱做資訊不等式。(證明略)

有時我們稱滿足上述兩個正則條件(1)和(2)的估計量為正規估計。由此我們看到,羅—克拉美不等式所規定的下界不是整個無偏估計類的方差下界,而是無偏估計類中乙個子集―正規無偏估計類的方差下界。

為了計算資訊量i()方便起見,我們證明乙個重要性質。

性質若6.36)

則i()=–e6.37)

對於方差達到羅—克拉美不等式下界的估計,我們給它乙個名稱如下。

定義6.4 若的乙個無偏估計使羅—克拉美不等式中等式

=成立,則稱為的有效估計。

定義6.5 若為的乙個無偏估計,且羅—克拉美不等式下界存在,則稱與i()的比

6.37)

為估計的有效率,這裡i()=e[()]。(例題略)

定義6.6 當n時,乙個估計的有效率e1,則稱為引數的漸近有效估計。

系滿足定理6.1中條件得出的估計是漸近有效估計,因此它是漸近正態、漸近無偏、漸近有效估計。

從這個系可以推出正態母體中引數的極大似然估計是漸近正態、漸近有效、漸近無偏的。

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