Momentmetoden

Momentmetoden är en metod för att skatta parametrarna till en statistisk fördelning.

Definition

Om en statistisk fördelning har k {\displaystyle k} parametrar, sätter man de k {\displaystyle k} första stickprovsmomenten lika med uttrycken för de k {\displaystyle k} första momenten uttryckta i de k {\displaystyle k} parametrarna.[1]

Momentmetoden är den äldsta metoden för att skatta parametrar och Karl Pearson ligger bakom den (runt 1894). [2]

Exempel

Vi har en stokastisk variabel X {\displaystyle X} som är normalfördelad med väntevärdet μ {\displaystyle \mu } och variansen σ 2 {\displaystyle \sigma ^{2}} . Då är fördelningens två första moment

E [ X ] = μ {\displaystyle \operatorname {E} [X]=\mu } och
E [ X 2 ] = μ 2 + σ 2 {\displaystyle \operatorname {E} [X^{2}]=\mu ^{2}+\sigma ^{2}} .

Om vi nu tar n {\displaystyle n} sampel och beräknar stickprovsmomenten:

m 1 = i = 1 n x i {\displaystyle m_{1}=\sum _{i=1}^{n}x_{i}} och
m 2 = i = 1 n x i 2 {\displaystyle m_{2}=\sum _{i=1}^{n}x_{i}^{2}} .

Om man identifierar stickprovsmomenten med fördelningens moment får man

i = 1 n x i = μ {\displaystyle \sum _{i=1}^{n}x_{i}=\mu } och
i = 1 n x i 2 = μ 2 + σ 2 {\displaystyle \sum _{i=1}^{n}x_{i}^{2}=\mu ^{2}+\sigma ^{2}} .

Då fås skattningarna av parametrarna som:

μ ^ = i = 1 n x i {\displaystyle {\hat {\mu }}=\sum _{i=1}^{n}x_{i}} och
σ 2 ^ = i = 1 n x i 2 μ ^ 2 {\displaystyle {\hat {\sigma ^{2}}}=\sum _{i=1}^{n}x_{i}^{2}-{\hat {\mu }}^{2}} .

Väntevärdesskattningen μ ^ {\displaystyle {\hat {\mu }}} är väntevärdesriktig, medan variansskatningen σ 2 ^ {\displaystyle {\hat {\sigma ^{2}}}} inte är det. [1] Denna är dock konsistent, det vill säga, dess fel går mot noll när antalet sampel ökar.[3]

Se även

  • Maximum likelihood-metoden, som också används för att skatta parametrar

Referenser

Noter

  1. ^ [a b] Hogg 1993, s. 338.
  2. ^ Lindgren 1968, s. 278.
  3. ^ Lindgren 1968, s. 279.

Tryckta källor

  • Lindgren, Bernard W. (1968). Statistical theory. New York: Macmillan 
  • Hogg, Robert V.; Elliot A. Tanis (1993). Probability and statistical inference. New York: Macmillan. ISBN 0023558210