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Stichprobentheorie - Beispiele, Berechnungen und Aufgaben zur Erwartungstreue

Kursangebot | Stichprobentheorie | Beispiele, Berechnungen und Aufgaben zur Erwartungstreue

Stichprobentheorie

Beispiele, Berechnungen und Aufgaben zur Erwartungstreue

1. Aufgabe

Die Schätzfunktionen liegt vor. Welche davon erweist sich als erwartungstreu für den Erwartungswert?

Überprüfe:

a)

b)

c) 

 

Hinweis

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iid= engl. indipendently identically distributed (unabhängig identisch verteilt)

 

Vertiefung

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Lösung:

a)


Auf Grund der Linearität des Erwartungswertes erhalten wir:



Demnach ist:





Also wird deutlich, dass erwartungstreu für ist.

b)
Überprüft wird:



Somit ist es:



Folglich kommt es zu:





Die Schätzfunktion ist ebenfalls erwartungstreu für


c)
Zuletzt wird diese geprüft:




Daraus resultiert:



Folglich ist:


Somit ist womit kein erwartungstreuer Schätzer für ist.

2. Aufgabe

Wenn Y und Z unabhängige Zufallsvariablen sind, ist dann die Schätzfunktion  erwartungstreu für ?

Vertiefung

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Lösung:

Aufgrund der Unabhängigkeit beider gilt diese Gleichung: E(YZ) = E(Y) * E(Y)

Es ist  

Demnach ist erwartungstreu für .

 

3. Aufgabe

Wenn Y einer Zufallsvariable mit entspricht, ist dann die Schätzfunktion  erwartungstreu?

Vertiefung

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Lösung:

 Daraus resultiert:


Demnach ist erwartungstreu für .

4. Aufgabe

Ist die Schätzfunktion  erwartungstreu für , wenn Y und Z keine voneinander unabhängigen Zufallsvariablen sind und für diese  und  gilt?

 

Vertiefung

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Lösung:

Damit entspricht es:




Demnach ist nicht erwartungstreu für

5. Aufgabe

Die folgenden Schätzfunktionen sind dahingehend zu überprüfen, welche erwartungstreu für die Varianz ist:

a)  

b)

c)

 

Vertiefung

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Lösung:

 Die Varianz der auftretenden Zufallsvariable ist 

Wenn die Schätzfunktion für diese Varianz erwartungstreu ist, dann gilt dafür

a) Überprüft wird, ob für gilt.

Der Erwartungswert ist hier linear. Fortlaufend ist


Somit gilt: 

Dabei zeigt sich, dass…


b) Geprüft wird, ob gilt.

Zu Beginn ist festzustellen, dass…



Hinzugezogen wird dabei die Definition des arithmetischen Mittels

Ob eine Erwartungstreue in Bezug auf die Varianz vorherrscht, kann gemäß der vorherigen Herleitung folgendermaßen überprüft werden:

Für das weitere Vorgehen ist es von Bedeutung zu wissen, dass

wodurch


Unter Berücksichtigung der letzten Formel für kommt heraus:


so dass

Infolge der Unabhängigkeit beider gilt hier:



wodurch:


Es gilt: wodurch sich zeigt, dass ein erwartungstreuer Schätzer für die Varianz ist.

c)  wodurch sich zeigt, dass ein erwartungstreuer Schätzer für die Varianz ist.

6. Aufgabe

Gegeben ist das gewogene arithmetische Mittel:

 Die Größen  werden Gewichte genannt. Es gilt, dass  

Folglich ist  eine erwartungstreue Schätzfunktion für das Mittel der Grundgesamtheit.

Vertiefung

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Lösung:

Die Erwartungstreue von wird ersichtlich durch:


Demnach ist womit erwartungstreu ist für das Mittel

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