なぜ分散のサンプリング分布はカイ二乗分布なのですか?


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声明

サンプル分散のサンプリング分布は、自由度が等しいカイ二乗分布です。ここで、はサンプルサイズです(対象のランダム変数が正規分布している場合)。nn−1n

ソース

私の直感

1)カイ2乗検定は2乗和のように見えるため、2)カイ2乗分布は2乗正規分布の和にすぎないため、直感的に理解できます。それでも、私はそれをよく理解していません。

質問

ステートメントは本当ですか?どうして?


1
最初のステートメントは一般的に偽です(2つの別個の理由で偽です)。あなたのソースは何ですか(リンクはありません)、そして実際には何を言っていますか?
— Glen_b

私の質問は、アクセスが保護されている入門的な統計クラスでの質問と回答に対する反応にもなります。問題は、「ハエの翼の長さの分散のサンプリング分布はどのような分布ですか?」です。その答えは、「カイ二乗分布」である
— Remi.b

1
最初のコメントで引用された文は、一般的にまだ偽です。ソースの最後のコメントはtrueです(必要な仮定を使用): " サイズnのサンプルが分散正規分布から取得される場合、サンプリング分布はn-1の自由度を持つカイ二乗分布があり(N - 1 )S 2 / σ 2σ2(n−1)s2/σ2ます。... ... 2番目のコメントの質問に対する答えも偽になります。配布されました。(これが真実であると断言する根拠は何でしょうか?)
— Glen_b -Reinstate Monica 14年

したがって、翼が正規分布していると仮定すると、のサンプリング分布はカイ2乗分布になります。なぜそうですか?(n−1)s2/σ2
— Remi.b 14年

iid N(0,1)確率変数の二乗和が dfのカイ二乗であることを知っていますか?それとも、あなたが証明を求める部分ですか?kkk
— -Glen_b-モニカーの復帰2014

回答:


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[私はその場合は事実として受け入れているあなたがいる幸せあなたの質問での議論からと仮定します独立している同一分布N (0 、1 )ランダムな変数Σ k個のI = 1 Z 2 I〜χ 2 K ]Zi,i=1,2,…,kN(0,1)∑i=1kZi2∼χk2

正式には、必要な結果はコクランの定理から得られます。(他の方法でも表示できますが)

あまり形式的ではありませんが、母平均を知っていて、(サンプル平均ではなく)それについて分散を推定した場合、s 2 0 = 1と考えてください。、次いで、sは 2 0 /σ2=1s02=1n∑i=1n(Xi−μ)2(ZI=(XI-μ)/σされる)1s02/σ2=1n∑i=1n(Xi−μσ)2=1n∑i=1nZi2Zi=(Xi−μ)/σ回のχ 2 n個の確率変数。1nχn2

代わり母集団のサンプル平均値が使用されているという事実は、平均()が小さい偏差の二乗の和を作り、それだけようにΣ N iは= 1(Z ∗ i)2Zi∗=(Xi−X¯)/σ(、どのコクランの定理を参照してください)。したがって、よりもむしろ N S 2 0 / σ 2〜χ 2 N我々は今持っている(N - 1 )S 2 / σ 2〜χ 2 N - 1。∑i=1n(Zi∗)2∼χn−12ns02/σ2∼χn2(n−1)s2/σ2∼χn−12


@Glen_bこの事実に関する他の証拠の参照をお願いできますか?本当に知りたいです。
— Henry.L

あなたが証明した後、いくつかの事実のうちどれですか?
— Glen_b -Reinstateモニカ

@Glen_bサンプル分散とサンプル平均がカイ2乗分布で統計的に独立しているという事実を証明するコクランマドウの定理以外の2つの方法は次のとおりです:(1)Scheffeの正準基底(Scheffe、1959) (またはmgfs、これに相当)。もっと多くの方法を知っているなら、私は本当にそれらを知りたいです。
— -Henry.L

私が付け加えたいもう1つのコメントは、すべてのサンプル平均が使用されるということです。しかし、時々、固定分散から独立した固定検出力が必要です。
— Henry.L

私がこの答えについて得られないのは、はすべてのX ′ i sから独立していないということです。したがって、コクランの定理をどのように適用できますか?彼らはすべて独立している必要があると言っています。X¯Xi′s
— user56834
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