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总体均值的区间估计,总体参数的点估计是一种特殊的区间估计

时间:2023-05-04 00:34:42 阅读:205629 作者:4013

统计推断包括参数估计和假设检验。参数估计就是用样本指标(统计量)来估计总体指标(参数)。 

一、参数估计基础-Z分布

在统计应用中,可以把任何一个均数为,标准差为的正态分布转变为,的标准正态分布,即将正态变量值用来代替,由于服从正态分布,故服从标准正态分布,其中表示总体的标准差。

特点:总体的标准差是一定的。

二、参数估计基础-t分布

实际资料的分析中,由于往往未知,故标准化转换演变为:,服从的分布,即:。其中表示样本的标准差,表示标准误。

统计学家发现,t分布的分布性状是与和样本量息息相关的自由度相对应的。

t 分布曲线特点:  分布曲线是单峰分布,它以0为中心,左右对称。 分布的形状与样本例数 (自由度)有关。自由度越小,则越大,值越分散,曲线的峰部越矮,尾部则偏高。当时,则 逼近 ,分布逼近标准正态分布。分布不是一条曲线,而是一簇曲线。三、参数估计基础-t转换和Z转换的不同

转换标准误在一个固定的上实现的转换。

转换是基于和每次抽样结果(为样本的标准差)有相关关系的标准差,所有相对于基于总体标准差来说,有一定的不确定性。

四、参数估计-点估计

样本统计量直接作为总体参数的估计值。 

于2000年测得某地27例健康成年男性血红蛋白量的样本均数为125g/L,试估计其总体均数。

,即认为2000年该地所有健康成年男性血红蛋白量的总体均数为125g/L 。

缺陷:用样本均值测算总体均值完全相等几乎是不可能的,所以我们用一个范围去估计总体参数所在的位置(区间估计)。

五、参数估计-区间估计

按预先给定的概率估计总体参数的可能范围,该范围就称为总体参数的置信区间(confidence interval, CI) 。

预先给定的概率称为置信度,常取95%或99%。如无特别说明,一般取双侧95%。

置信区间由两个数值即置信限(下限和上限)构成。

置信水平是指总体参数值落在样本统计值某一区内的概率(成功率);而置信区间是指在某一置信水平下,样本统计值与总体参数值间误差范围。置信区间越大,置信水平越高。

1、总体均数的区间估计

以下是正态总体抽样得到的均数的分布规律,通过抽样得到的样本均数和并不能原丝合缝的相等。

(1) 已知

按标准正态分布原理计算,由分布,标准正态曲线下有 95%的值在±1.96之间。

 简单运算之后转换为:   
        95%的双侧置信区间: 

99%的双侧置信区间: ,99%的双侧置信区间

通式:(双侧)

(2) 未知,样本例数足够大()

由分布可知,自由度越大,分布越逼近标准正态分布,此时曲线下有 95%的值在±1.96之间,即:

 简单运算之后转换为:  。
        95%的双侧置信区间: 

99%的双侧置信区间: 

通式:(其中,表示样本标准差,表示样本含量,是基于样本标准差的标准误)(双侧)

某市2000年随机测量了90名19岁健康男大学生的身高,其均数为172.2cm,标准差为4.5cm,,试估计该地19岁健康男大学生的身高的95%置信区间。

该市19岁健康男大学生的身高的95%置信区间(171.3,173.1) cm。 

注意:

并不能说该市19岁健康男大学生的平均身高有95%的概率落在区间 (171.3,173.1)里!即不能说这个区间有95%的概率覆盖总体均数。

这是由于平均身高作为总体均值,它是一个常数(客观存在),因此当区间估计完成以后,区间(171.3,173.1)要么覆盖总体均数,要么不覆盖。也就是说,概率为0或1,不会出现其它的概率值。

在一次具体的估计完成之前,一定样本量下的区间估计方法,假如能够重复很多次的话,将有较多的次数,例如95%的次数会成功,有5%的次数会失败,因为在我们完成具体的计算之前,实际上这个区间估计的上边界和下边界都还是随机变化的。

用大量来自同一总体的独立样本对总体均数做估计时,关于95%的置信区间(CI),正确的说法是:A

A.大约有95%的样本的CI覆盖总体均值

B.各个样本估计的CI是相同的

C.对于同一个CI而言,有95%的可能性覆盖总体均数————>>要么覆盖(100%),要么不覆盖(0%)

(3) 未知,且样本例数较小()

由分布可知,此时某自由度的t曲线下约有 95%的值在之间,即:

   
       

95%的双侧置信区间: 

99%的双侧置信区间: 

通式:(其中,表示样本标准差,表示样本含量,是基于样本标准差的标准误)(双侧)

已知某地27例健康成年男性血红蛋白量的均数为 ,标准差 ,试问该地健康成年男性血红蛋白量的95%和99%置信区间。

95%CI:

99%CI:

2、总体概率的区间估计

总体概率的置信区间与样本含量、阳性频率(二项分布)的大小有关,可根据 和的大小选择以下两种方法。

1、正态近似法

当样本含量足够大,且 和不太小(通常 和 均大于或等于5),则样本率的分布近似正态分布。 

公式为:

为样本率, 为基于样本率的标准误,。

例:用某种仪器检查已确诊的乳腺癌患者94例,检出率为78.3%。估计该仪器乳腺癌总体检出率的95%置信区间。

分析:本例样本例数较大,且样本率 不太小,可用正态近似法:

2、 查表法

当 较小,如≤50,特别是 和 接近0或1时,应按照二项分布的原理估计总体率的可信区间。

某医院对39名前列腺癌患者实施开放手术治疗,术后有合并症者2人,试估计该手术合并症发生概率的95%置信区间。

 

通过查表,该手术合并症发生概率的95%置信区间为[1%,17%]

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