統計検定 1級 過去問 解答/解答例と解説
2017年11月26日 (日) 試験

統計数理 問1 [1]

設問の要約
  • E[X¯]V[X¯]μσ2n を用いて表わせ

  • T2S2σ2 の不偏推定量であることを示せ

解答例

E[X¯]=E[1ni=1nXi]=1ni=1nE[Xi]=1nnμ=μ
V[X¯]=V[1ni=1nXi]=1n2i=1nV[Xi]=1n2nσ2=σ2n
E[T2]=E[1ni=1n(Xiμ)2]=1ni=1nE[(Xiμ)2]=1ni=1nV[X]=1nnσ2=σ2
よって,T2 は,σ2 の不偏推定量である.
E[S2]=E[1n1i=1n(XiX¯)2]=1n1E[i=1n(XiX¯)2]=1n1E[i=1n{(Xiμ)(X¯μ)}2]=1n1E[i=1n{(Xiμ)22(Xiμ)(X¯μ)+(X¯μ)2}]=1n1E[i=1n(Xiμ)22(X¯μ)i=1n(Xiμ)+i=1n(X¯μ)2]=1n1E[i=1n(Xiμ)22(X¯μ)n(X¯μ)+n(X¯μ)2]=1n1E[i=1n(Xiμ)2i=1n(X¯μ)2]=1n1{i=1nE[(Xiμ)2]nE[(X¯μ)2]}=1n1{i=1nV[X]nV[X¯]}=1n1{i=1nσ2nσ2n}=1n1{nσ2σ2}=1n1(n1)σ2=σ2
よって,S2 は,σ2 の不偏推定量である.