为什么样本方差(sample variance)的分母是 n-1?

﹥>﹥吖頭↗ 提交于 2019-12-15 17:21:13

总体方差,也叫做有偏估计,其实就是我们从初高中就学到的那个标准定义的方差:

,其中,

 为总体的均值,

 为总体的标准差,

 为总体的样本数。

样本方差,无偏方差,在实际情况中,总体均值

是很难得到的,往往通过抽样来计算,于是有样本方差,计算公式如下:

或者

,其中,

 为样本的均值,

 为样本的标准差,

 为样本的个数。

实际操作中,我们一般通过抽样来验证总体。就会面临以下两种情况:

(总体的均值)已知

即无偏估计,方差

(总体的均值)未知

即有偏估计,此时,如果直接使用

作为估计,那么你会倾向于低估方差!

这是因为

换言之,除非正好

,否则我们一定有

,而不等式右边的那位才是的对方差的“正确”估计!

那么,在不知道随机变量真实数学期望的前提下,如何“正确”的估计方差呢?答案是把上式中的分母

换成

,通过这种方法把原来的偏小的估计“放大”一点点,我们就能获得对方差的正确估计了:

那么,至于为什么分母是

而不是

或者别的什么数呢?

即证明

 

 

 

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