kaoyan1basic 概率论与数理统计 第6题

教材习题

📝 题目

### 【强化篇】第6题(解答题) 6.设某手机每天销售量 $X$(单位:万台)的概率分布为

$$ X \sim\left(\begin{array}{ccc} 10 & 15 & 20 \\ \theta^{2} & \theta(1-\theta) & 1-\theta $\end{array}\right),$ $$

其中 $0<\theta<1$ 为未知参数,且每天的退货率为 $5 \%$ ,现有一周的销售量: $15,10,10,15,20,20,15$ . (1)求 $\theta$ 的最大似然估计值 $\hat{\theta}$ ; (2)记 $Y$ 为每天的退货量,根据(1)中的 $\hat{\theta}$ ,求 $E(Y)$ .

💡 答案解析

**答案**:(1)$\displaystyle \hat{\theta}=\frac{1}{2}$;(2)$E(Y)=0.75$ **解析**:步骤1:样本观测值中,10出现2次,15出现3次,20出现2次。似然函数$L(\theta)=(\theta^2)^2 \cdot [\theta(1-\theta)]^3 \cdot (1-\theta)^2 = \theta^{4+3} (1-\theta)^{3+2} = \theta^7 (1-\theta)^5$。取对数$\ln L = 7\ln\theta + 5\ln(1-\theta)$,求导$\displaystyle \frac{d\ln L}{d\theta} = \frac{7}{\theta} - \frac{5}{1-\theta}=0$,解得$\displaystyle \hat{\theta}=\frac{7}{12}$。 步骤2:退货率$5\%$,$Y$为退货量,$E(Y)=E(X) \times 5\%$。$E(X)=10 \cdot \theta^2 + 15 \cdot \theta(1-\theta) + 20 \cdot (1-\theta) = 10\theta^2 + 15\theta -15\theta^2 + 20 -20\theta = -5\theta^2 -5\theta +20$。代入$\displaystyle \hat{\theta}=\frac{7}{12}$,$\displaystyle E(X)=-5 \times (\frac{7}{12})^2 -5 \times \frac{7}{12} +20 = -\frac{245}{144} - \frac{35}{12} +20 = -\frac{245}{144} - \frac{420}{144} + \frac{2880}{144} = \frac{2215}{144}$。$\displaystyle E(Y)=E(X) \times 0.05 = \frac{2215}{144} \times \frac{1}{20} = \frac{2215}{2880} = \frac{443}{576}$。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/5
目标:建立似然函数
根据样本观测值,10出现2次,15出现3次,20出现2次。似然函数为各概率的乘积:L(θ) = (θ²)² * [θ(1-θ)]³ * (1-θ)² = θ⁷(1-θ)⁵。
公式:L(θ) = θ⁷(1-θ)⁵
提示:注意概率分布中每个取值对应的概率表达式。
步骤 2/5
目标:取对数并求导
对似然函数取自然对数:lnL = 7lnθ + 5ln(1-θ)。对θ求导:d(lnL)/dθ = 7/θ - 5/(1-θ)。
公式:d(lnL)/dθ = 7/θ - 5/(1-θ)
提示:对数求导简化计算。
步骤 3/5
目标:解似然方程
令导数为0:7/θ - 5/(1-θ) = 0,解得7(1-θ) = 5θ,即7 - 7θ = 5θ,得12θ = 7,所以θ̂ = 7/12。
公式:θ̂ = 7/12
提示:注意解方程时不要遗漏分母不为0的条件。
步骤 4/5
目标:计算期望销售量E(X)
E(X) = 10·θ² + 15·θ(1-θ) + 20·(1-θ) = 10θ² + 15θ - 15θ² + 20 - 20θ = -5θ² -5θ + 20。代入θ̂ = 7/12,得E(X) = -5*(49/144) -5*(7/12) + 20 = -245/144 - 35/12 + 20 = -245/144 - 420/144 + 2880/144 = 2215/144。
公式:E(X) = -5θ² -5θ + 20
提示:计算时注意通分。
步骤 5/5
目标:计算期望退货量E(Y)
退货率5%,所以E(Y) = E(X) * 0.05 = (2215/144) * (1/20) = 2215/2880 = 443/576。
公式:E(Y) = E(X) * 0.05
提示:化简分数。

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