矩估计法 (Method of Moments)
矩估计法(MME/MoM)由卡尔·皮尔逊提出,核心:利用样本矩去估计总体矩,通过等号联立求解未知参数。
原理与步骤
总体r阶原点矩 μr′=E(Xr)(参数函数),总体r阶中心矩 μr=E[(X−μ)r]。样本r阶原点矩 mr′=(1/n)∑Xir,样本r阶中心矩 mr=(1/n)∑(Xi−Xˉ)r。
估计k个参数→令前k阶总体矩=对应样本矩→解方程组→得矩估计量 θ^1,…,θ^k。
示例
泊松分布 Pois(λ):E(X)=λ,令 λ=Xˉ → λ^MME=Xˉ。
正态分布 N(μ,σ2):μ^=Xˉ,σ^2=(1/n)∑(Xi−Xˉ)2(注意此方差估计为有偏估计)。
伽玛分布 Γ(α,β):α/β=Xˉ,α(α+1)/β2=m2′ → β^=Xˉ/(m2′−Xˉ2)=Xˉ/m2,α^=β^Xˉ。
性质与比较
一致性:由大数定律,矩估计量通常一致。渐近正态性:大样本下抽样分布近似正态(假设检验和置信区间基础)。不保证无偏(σ^MME2有偏)。通常不是最有效(最大似然估计法MLE方差更小)。
矩估计法 vs MLE:矩估计计算简单常有解析解;MLE渐近有效但常需数值优化。矩估计法是广义矩估计法(GMM)的基石,也是快速初步估计的有力工具。