標本平均の期待値と分散の導出

公開日:

【2023年4月2週】 【B000】数理統計学 【B060】標本分布

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本稿では、標本平均の期待値と分散を導出しています。どのような分布でも成り立つという点が重要で、統計的推論における漸近論を考えるうえでも重要な事実です。

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【定理】標本平均の期待値と分散

【定理】
標本平均の期待値と分散
Expected Value and Variance of Sample Mean

平均と分散がそれぞれ μσ2 である任意の母集団分布 P(μ,σ2) からの大きさ n の無作為標本 X={X1,X2,,Xn} についての 標本平均の期待値と分散はそれぞれ、 E(X¯)=μV(X¯)=σ2n で与えられる。

導出

導出

(i)期待値の性質 E(i=1naXi)=ai=1nE(Xi) より、 E(X¯)=E[1n(X1+X2++Xn)]=1nE(X1+X2++Xn)=1n{E(X1)+E(X2)++E(Xn)}=1nnμ=μ

(ii)分散の性質 V(i=1naXi)=a2i=1nV(Xi) より、 V(X¯)=V[1n(X1+X2++Xn)]=1n2V(X1+X2++Xn)=1n2{V(X1)+V(X2)++V(Xn)}=1n2nσ2=σ2n

参考文献

  • 野田 一雄, 宮岡 悦良 著. 入門・演習数理統計. 共立出版, 1990, p.167-168

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大学時代に読書の面白さに気づいて以来、読書や勉強を通じて、興味をもったことや新しいことを学ぶことが生きる原動力。そんな人間が、その時々に学んだことを備忘録兼人生の軌跡として記録しているブログです。

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