统计量

设$X_1$,$X_2$,...,$X_n$是来自总体$X$(随机变量)的一个样本,它们相互独立,$g(X_1,X_2,...,X_n)$是$X_1$,$X_2$,...,$X_n$的函数,若$g$中不含未知参数,则称$g(X_1,X_2,...,X_n)$是一统计量

因为$X_1$,$X_2$,...,$X_n$都是随机变量,而统计量是随机变量的函数,因此统计量是一个随机变量。设$x_1,x_2,...,x_n$是相应于样本$X_1$,$X_2$,...,$X_n$的样本值,则称$g(x_1,x_2,...,x_3)$是$g(X_1,X_2,...,X_n)$的观察值

样本均值

$$ \overline{X}=\frac{1}{n}\displaystyle\sum_{i=1}^{n} X_i $$

样本方差(无偏估计)

$$ S^2=\frac{1}{n-1}\displaystyle\sum_{i=1}^{n} (X_i-\overline{X})^2=\frac{1}{n-1}(\displaystyle\sum_{i=1}^{n} X_i^2-n\overline{X}^2) $$

样本标准差

$$ S=\sqrt{S^2}=\sqrt{\frac{1}{n-1}\displaystyle\sum_{i=1}^{n} (X_i-\overline{X})^2} $$

样本$k$阶(原点)距

$$ A_k=\frac{1}{n}\displaystyle\sum_{i=1}^{n} X_i^k $$

样本$k$阶中心距

$$ A_k=\frac{1}{n}\displaystyle\sum_{i=1}^{n} (X_i-\overline{X})^k $$

样本的协方差:

$$ Cov(X,Y)=\frac{1}{n-1}\displaystyle\sum_{i=1}^{n} (X_i-\overline{X})(Y_i-\overline{Y}) $$

其中$X_1$,$X_2$,...,$X_n$是来自总体$X$的一个样本,$Y_1$,$Y_2$,...,$Y_n$是来自总体$Y$的一个样本。

样本协方差矩阵:

假定$X_1$,$X_2$,...,$X_n$是多维随机变量

$$ c_{ij}=Cov(X_{i},X_{j})=\frac{1}{n-1}\displaystyle\sum_{k=1}^{n} (X_{ik}-\overline{X_i})(X_{jk}-\overline{X_j}) $$

$$ C=\begin{bmatrix} c_{11} & c_{12} & ... & c_{1n} \ c_{21} & c_{22} & ... & c_{2n} \ \vdots & \vdots & & \vdots \ c_{n1} & c_{n2} & ... & c_{nn} \end{bmatrix} $$

为什么样本方差是除以$n-1$,而不是$n$?

“均值已经用了$n$个数的平均来做估计,在求方差时,只有$n-1$个数和均值信息是不相关的。而第$n$个数已经可以由前$n-1$个数和均值来唯一确定,实际上没有信息量,所以在计算方差时,只除以$n-1$“

(详细请参考 https://www.zhihu.com/question/20099757)


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