統計検定 1級 過去問 解答/解答例と解説
2015年11月29日 (日) 試験

統計数理 問1 [2]

設問の要約
  • S2σ2 の不偏推定量であることを示せ.

解答例

E[Xi2]=(E[Xi])2+V[Xi]=μ2+σ2
E[S2]=E[1n1i=1n(XiX¯)2]=1n1E[i=1n(Xi22XiX¯+X¯2)]=1n1i=1n(E[Xi2]2E[XiX¯]+E[X¯2])=1n1i=1n(E[Xi2]2E[Xi1nj=1nXj]+E[X¯2])=1n1i=1n(E[Xi2]2nE[j=1nXiXj]+E[X¯2])=1n1i=1n(E[Xi2]2nE[XiXi+jiXiXj]+E[X¯2])=1n1i=1n(E[Xi2]2nE[Xi2+jiXiXj]+E[X¯2])=1n1i=1n(E[Xi2]2nE[Xi2]2njiE[XiXj]+E[X¯2])=1n1i=1n(n2nE[Xi2]2njiE[Xi]E[Xj]+E[X¯2])=1n1i=1n{n2n(μ2+σ2)2njiμ2+(μ2+σ2n)}=1n1i=1n{n2n(μ2+σ2)2(n1)nμ2+(μ2+σ2n)}=1n1i=1n{(n2n2(n1)n+1)μ2+(n2n+1n)σ2}=1n1i=1nn1nσ2=1ni=1nσ2=σ2
よって,E[S2]σ2 の不偏推定量である.