统计量

统计与概率

tǒng jì liàng

统计量是从样本中计算出来、用于估计总体参数的数值。

Definition

统计量是从样本中计算出的、用来概括其某种特征的数值,例如平均值或最常见的值,用于估计或检验关于总体参数的论断。常见的统计量包括样本均值($\bar{x}$)、样本标准差($s$)和样本比例($\hat{p}$)。形式上,统计量 $T(X_1, \ldots, X_n)$ 是样本随机变量的一个可测函数;充分统计量包含了样本中关于 $\theta$ 的全部信息,而拉奥-布莱克韦尔定理指出,将一个无偏估计量对某个充分统计量取条件期望,会得到一个改进(或至少相等)的估计量。

Example

如果你询问 $20$ 位朋友每天睡多少小时,这 $20$ 个答案的平均值就是一个统计量。一位民调专家调查 $1{,}000$ 名选民,发现 $48\%$ 支持某项法案,他报告的就是一个样本统计量($\hat{p}$),用来估计真实的总体比例($p$),即那个参数。对于指数分布数据,样本均值 $\bar{x}$ 是速率参数 $\lambda$ 的一个充分统计量,任何其他估计量都可以通过用其在给定 $\bar{x}$ 条件下的条件期望替换而得到改进。

Key Insight

统计量是我们实际能够测量的东西,是我们观察无法完全看清的更大总体的一扇窗口,而且它们本身就是随机变量:每一个新样本都会产生略有不同的值,某个统计量所有可能取值的分布称为其抽样分布。通过充分统计量进行数据压缩是高效估计的基础:通过用一个充分统计量概括数据,你不会损失任何关于 $\theta$ 的信息。