(1)令 \(S_i=\sin X_i\)、\(\boldsymbol\beta=(a,b,c)^\top\),设计矩阵 \(\mathbf Z=[\mathbf1,\mathbf X,\mathbf S]\)。正态误差下,对 \(a,b,c\) 极大化似然等价于最小化残差平方和,故
\[\hat{\boldsymbol\beta}=(\mathbf Z^\top\mathbf Z)^{-1}\mathbf Z^\top\mathbf Y,\qquad
\hat d=\frac1n\sum_{i=1}^n(Y_i-\hat a-\hat bX_i-\hat c\sin X_i)^2.\]
(2)条件于设计矩阵,
\[(\hat a,\hat b,\hat c)^\top\sim N\!\left((a,b,c)^\top,\ d(\mathbf Z^\top\mathbf Z)^{-1}\right).\]
三个估计量的边缘分布即由该均值向量和协方差矩阵相应对角元确定的一元正态分布。
(3)检验 \(H_0:b=0\) 对 \(H_1:b\ne0\)。令
\[t=\frac{\hat b}{\widehat{se}(\hat b)},\qquad
\widehat{se}(\hat b)=\sqrt{\frac{RSS}{n-3}\bigl[(\mathbf Z^\top\mathbf Z)^{-1}\bigr]_{22}}.\]
在 \(H_0\) 下,\(t\sim t_{n-3}\)。若 \(|t|>t_{1-\alpha/2,n-3}\),或等价地 \(b\) 的置信区间不含 0,则认为存在显著线性关系。