知经百科 / Y

样本矩

样本矩 (Sample Moment)

样本矩→统计/计量基→从随机样本算出→作对应总体矩估计量→描分布特征→构样本均值/方差/偏度/峰度等。统计量→仅由样本定→不涉未参→矩估计法(MoM)核角色。

定义与分类

原点矩(绕零):k阶mk′=(1/n)∑Xikm'_k=(1/n)\sum X_i^k。一阶→样本均值Xˉ\bar{X}(μ\mu点估);二阶→m2′m'_2(样数平方均→与方差紧密)。

中心矩(绕Xˉ\bar{X}):k阶mk=(1/n)∑(Xi−Xˉ)km_k=(1/n)\sum(X_i-\bar{X})^k。一阶恒零;二阶→有偏样本方差(估σ2\sigma^2)→常用无偏s2=(1/(n−1))∑(Xi−Xˉ)2s^2=(1/(n-1))\sum(X_i-\bar{X})^2(贝塞尔校正—分母n-1调自由度);三阶→标化后=样本偏度(左/右偏);四阶→标化=样本峰度(尖厚vs平薄vs正态)。

性质:一致性→大数定律→n→∞→原点矩mk′m'_k→依概率→μk′\mu'_k→中心同→一致估计。无偏→Xˉ\bar{X}无偏→E[m2]=((n−1)/n)σ2E[m_2]=((n-1)/n)\sigma^2有偏→渐无偏(n大偏小)→故推统计用s2s^2→E[s2]=σ2E[s^2]=\sigma^2→高阶亦常有偏。

代数关系:m2=m2′−(m1′)2m_2=m'_2-(m'_1)^2,m3=m3′−3m1′m2′+2(m1′)3m_3=m'_3-3m'_1m'_2+2(m'_1)^3→算原矩比中心直。

应用

①矩估计法→用样本矩代总体同阶→建立程→解未参→如Poisson→均值=方差=λ→令Xˉ=λ\bar{X}=\lambda得估。②描述统计→均/方差/偏/峰→共描中位、离散、对称、尾。③假设→Jarque-Bera基于样本偏+峰构建统量→检正态。④金融管险→资产收益非正态→三阶捕"不对称险"→四阶捕"极端险"—肥尾→VaR建模键。

例:{1,3,5,6,10}→n=5→Xˉ=m1′=5\bar{X}=m'_1=5→m2′=34.2m'_2=34.2→m2=(46/5)=9.2m_2=(46/5)=9.2(用关系34.2−25=9.234.2-25=9.2)→无偏s2=5/4×9.2=11.5s^2=5/4\times9.2=11.5。

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