二、释难解惑

更新于 2026年10月10日 版权声明
二、释难解惑

1.为什么可以把总体看成一个随机变量?

答 当总体表示某项数量指标时,对于X的每个个体,都有一个对应的取值,这个取值有一定的分布,而且具有随机性,所以X是一个随机变量,因此,对总体的研究就转化为对随机变量的研究,了解了随机变量X,也就了解了总体,X的分布函数和数字特征就是总体的分布函数和数字特征.

2.在实际问题中怎样抽取简单随机样本?

答 在实际问题中,一般情况下总体都是有限总体,对有限总体,当总体中个体总数不是太大时,从总体中抽取一个个体观察再放回,然后再抽取一个个体观察再放回,依此类推,做放回抽样,便能得到简单随机样本;而当总体中个体总数比样本容量大得多时,我们可以采用不放回抽样,也可近似得到简单随机样本.

3.为什么要抽取样本构造统计量?

答 要了解总体的性质,最理想的办法是对每个个体逐个观察,但实际上此种做法往往是不现实的.

一方面,因为许多观察或试验是破坏性的;或者由于总体中个体数一般比较大,观察或试验要耗费大量的人力、物力、财力.例如,研究某厂生产灯泡的寿命,一批灯泡的结果知道了,灯泡也烧毁了,因此最好是抽取一部分灯泡做试验,记录其结果,然后根据这些结果数据来推断新生产的全部灯泡的寿命情况.再如,要调查某种树木在某省的分布情况,不可能对全省所有该种树木一棵棵数,这样难度大,又耗时耗力,不切合实际,因此往往是抽取几个有代表性的地方,调查这些地方该种树木的分布情况,进而推断出全省该树木的分布情况.

另一方面,样本是来自总体的,样本的性质在一定程度上反映了总体的性质,但是直接用样本本身有时太繁琐,不容易用数学方法来研究,有时又难以提供有效的易了解的信息,因此必须对样本进行加工处理,构造不含未知参数的样本的连续函数,即统计量.例如要了解某省某年高考某科成绩的情况,我们会从所有试卷中抽取比如10000份,也就是抽取容量为10000的样本,如果一个一个看分数,就难以有一个直观的认识和了解,但如果给出平均分、最高分、最低分,那一看就能给人一个大致的印象,设抽取的样本为(X1,X2,…,X10000),则¯X、max(X1,X2,…,X10000)、min(X1,X2,…,X10000)分别就是平均分、最高分、最低分,它们都是构造的统计量.

总之,抽样样本构造统计量主要是为了在研究问题过程中,使所用的手段服从经济规律,节省人力、物力、财力,方便数学方法研究.

4.经验分布函数与分布函数有什么关系?

答 经验分布函数是由总体X的一个样本X1,X2,…,Xn的一次实现x1,x2,…,xn构造的一个函数,它既是x的函数,又是顺序统计量X(1),X(2),…,X(n)的函数,显然,它对不同的样本,不同次的实现是不唯一的。

经验分布函数Fn(x)在样本的一组观察值确定后就确定了,它具有:

(1)单调不减性当x1<x2时Fn(x1)<Fn(x2).

(2)有界性0≤Fn(x)≤1.

(3)右连续性F(x+0)=F(x).

因此,经验分布函数Fn(x)是随机变量的分布函数.事实上,它可以视为一个概率分布P{X=xk}=图示(k=1,2,…,n)的离散型随机变量的分布函数。(https://www.daowen.com)

经验分布函数Fn(x)的值依赖于样本观测值,不含未知数,是一个统计量.又因为对每一组样本观察值,有不同的Fn(x),所以经验分布函数又是一个随机变量.由格里汶科定理,当n→∞时,Fn(x)关于x依概率收敛于Fn(x).因此,当n充分大时(n≥50,最好n≥100),用Fn(x)代替F(x)是可行的.

5.什么是自由度?怎样计算自由度?

答 自由度通常是指不受任何约束、可以自由变动的变量的个数.在数理统计概念中,自由度是对随机变量的二次型而言的,因为一个含有n个变量的二次型

图示

的秩是指对称矩阵A=(aij)n×n的秩,它的大小反映n个变量中能自由变动的无约束的多少,所谓自由度,就是二次型的秩.

计算自由度有两种方法,举例如下:求统计量图示的自由度.

图示

图示

6.U分布、t分布、χ2分布和F分布等统计量之间有什么联系和区别?

答 这些分布都是正态总体下的抽样分布,都是在正态总体的前提下,用不同的方式构造出来的.因为构造的形式不同,所得的分布也就不同,所以它们既有联系又有区别.

例如,t分布与标准正态分布十分相似,当n→∞时,两者没有大的区别;但当n较小时,区别就较明显了.如t分布在图示,密度函数是图示数量级的.而标准正态分布的密度函数是图示数量级的.因此,t分布只有最高到n-1阶(整数阶),而标准正态分布有任意阶矩,且t分布的方差(若存在)也比标准正态分布的方差大.

7.什么是大样本和小样本?

答 在样本容量固定的条件下进行的统计推断和分析问题称为小样本问题,因为样本容量固定时,如能得到有关统计量或样本函数的精确分布,就能较精确地和满意地讨论和分析各种统计问题。

在样本容量趋于无穷的条件下进行的统计推断和分析问题称为大样本问题,此时能求出有关统计量或样本函数的极限分布,也可以利用极限分布作为近似分布来作统计推断.

所以,大样本和小样本不单纯是以样本容量的大小来区分的,主要是以得到统计量或样本函数的方式(固定容量或极限形式)来区分的.

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