kaoyan1basic 概率论与数理统计 第7题

教材习题

📝 题目

### 【基础篇】第7题(填空题) 7.设某个试验有三种可能结果,其发生的概率分别为 $p_{1}=\lambda^{2}, p_{2}=(1-\lambda)^{2}, p_{3}=2 \lambda(1-\lambda)$ ,其

中参数 $\lambda$ 末知, $0<\lambda<1$ 。现做了 $n$ 次独立重复试验,观测到三种结果发生的次数分别为 $n_{1}, n_{2}$ ヵ 峸 $\left(n_{1}+n_{2}+n_{3}=n\right)$ 。则 $\lambda$ 的最大似然估计值为 $\_\_\_\_$。

💡 答案解析

**答案**:$\displaystyle \frac{n_1+n_3}{2n}$ 或 $\displaystyle \frac{2n_1+n_3}{2n}$?需计算。似然函数$L(\lambda)=(\lambda^2)^{n_1}[(1-\lambda)^2]^{n_2}[2\lambda(1-\lambda)]^{n_3}=2^{n_3}\lambda^{2n_1+n_3}(1-\lambda)^{2n_2+n_3}$。取对数$\ln L=n_3\ln2+(2n_1+n_3)\ln\lambda+(2n_2+n_3)\ln(1-\lambda)$。求导:$\displaystyle \frac{d\ln L}{d\lambda}=\frac{2n_1+n_3}{\lambda}-\frac{2n_2+n_3}{1-\lambda}=0$,解得$\displaystyle \lambda=\frac{2n_1+n_3}{2(n_1+n_2+n_3)}=\frac{2n_1+n_3}{2n}$。故答案为$\displaystyle \frac{2n_1+n_3}{2n}$。

**解析**:由多项分布似然函数,求导得$\displaystyle \hat\lambda=\frac{2n_1+n_3}{2n}$。

**难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:写出似然函数
根据多项分布,似然函数为 L(λ) = (λ^2)^{n_1} * ((1-λ)^2)^{n_2} * (2λ(1-λ))^{n_3} = 2^{n_3} λ^{2n_1+n_3} (1-λ)^{2n_2+n_3}。
公式:L(λ) = 2^{n_3} λ^{2n_1+n_3} (1-λ)^{2n_2+n_3}
提示:注意概率乘积形式,指数为观测次数。
步骤 2/4
目标:取对数似然函数
对似然函数取自然对数:ln L = n_3 ln2 + (2n_1+n_3) lnλ + (2n_2+n_3) ln(1-λ)。
公式:ln L = n_3 ln2 + (2n_1+n_3) lnλ + (2n_2+n_3) ln(1-λ)
提示:对数化乘积为求和,便于求导。
步骤 3/4
目标:对λ求导并令导数为0
对ln L关于λ求导:d(ln L)/dλ = (2n_1+n_3)/λ - (2n_2+n_3)/(1-λ) = 0。
公式:(2n_1+n_3)/λ = (2n_2+n_3)/(1-λ)
提示:注意复合函数求导,ln(1-λ)导数为-1/(1-λ)。
步骤 4/4
目标:解方程得λ的估计值
由方程得 (2n_1+n_3)(1-λ) = (2n_2+n_3)λ,整理得 2n_1+n_3 = (2n_1+2n_2+2n_3)λ,即 λ = (2n_1+n_3)/(2n),其中 n = n_1+n_2+n_3。
公式:λ̂ = (2n_1+n_3)/(2n)
提示:注意分母为2n,不是n。

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