Statistik

Kapitel 7 · Schätzverfahren

Schätzfunktionen & Güte

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Punkt- und Intervallschätzung

Schätzen heißt, Werte für unbekannte Parameter der Grundgesamtheit aus einer Stichprobe zu bestimmen.

  • Punktschätzung: ein einzelner Wert (z. B. xˉ=183,0\bar x = 183{,}0 cm).
  • Intervallschätzung: ein ganzer Vertrauensbereich (nächster Abschnitt).

Die universellen Schätzfunktionen

Eine Schätzfunktion ist eine Formel in den Stichprobenvariablen — und damit selbst eine Zufallsvariable. Die drei wichtigsten gelten unabhängig von der zugrunde liegenden Verteilung (für i.i.d.-Stichproben):

Xˉ=1ni=1nXi,S2=1n1i=1n(XiXˉ)2,S=S2\bar X = \frac{1}{n}\sum_{i=1}^n X_i, \qquad S^2 = \frac{1}{n-1}\sum_{i=1}^n (X_i - \bar X)^2, \qquad S = \sqrt{S^2}

für μ\mu, σ2\sigma^2 bzw. σ\sigma. Ein Schätzwert ist der konkrete Wert bei gegebener Stichprobe.

Gütekriterien

KriteriumBedeutung
ErwartungstreueE(θ^)=θE(\hat\theta) = \theta — kein systematischer Fehler
Konsistenzwird mit wachsendem nn immer genauer
Effizienzkleine Streuung, schon bei kleinem nn brauchbar
Suffizienznutzt die gesamte Information der Stichprobe

Genau hier liegt der tiefere Grund für das n1n-1 aus Kapitel 2: Die Teilung durch n1n-1 macht S2S^2 erwartungstreu (E(S2)=σ2E(S^2)=\sigma^2); mit nn würde man σ2\sigma^2 im Mittel unterschätzen.

Klausurfalle: Erwartungstreue (im Mittel richtig) ≠ Konsistenz (mit mehr Daten besser). Eine Schätzung kann konsistent, aber für kleine nn verzerrt sein — und umgekehrt.

Quellen:K07 S.418, K07 S.419, K07 S.420, K07 S.421, K07 S.422, K07 S.423

Abruf-Quiz

Frage 1 / 3

Welche Eigenschaft bedeutet, dass der Erwartungswert der Schätzfunktion gleich dem wahren Parameter ist?