diff --git a/advanced-math/knowledge/2-derivatives-and-differential/derivatives-and-differential.pdf b/advanced-math/knowledge/2-derivatives-and-differential/derivatives-and-differential.pdf index 9a2377b..d7bddec 100644 Binary files a/advanced-math/knowledge/2-derivatives-and-differential/derivatives-and-differential.pdf and b/advanced-math/knowledge/2-derivatives-and-differential/derivatives-and-differential.pdf differ diff --git a/advanced-math/knowledge/9-differential-equation/differential-equation.pdf b/advanced-math/knowledge/9-differential-equation/differential-equation.pdf index 3775196..be779cb 100644 Binary files a/advanced-math/knowledge/9-differential-equation/differential-equation.pdf and b/advanced-math/knowledge/9-differential-equation/differential-equation.pdf differ diff --git a/advanced-math/knowledge/9-differential-equation/differential-equation.tex b/advanced-math/knowledge/9-differential-equation/differential-equation.tex index fb4dcd5..24dc241 100644 --- a/advanced-math/knowledge/9-differential-equation/differential-equation.tex +++ b/advanced-math/knowledge/9-differential-equation/differential-equation.tex @@ -108,7 +108,7 @@ $-k^2(C_1\sin kt+C_2\sin kt)+k^2(C_1\cos kt+C_2\sin kt)\equiv0$,所以是解 $\therefore y=\pm e^{x^2}e^C=\pm C_1e^{x^2}=C_2e^{x^2}$。 -\textcolor{orange}{注意:}在微分方程部分可以直接$\ln y=x^2+C$而不用管正负号,因为正负号都会被归为常数中。 +\textcolor{orange}{注意:}在微分方程部分可以直接$\ln y=x^2+C$而不用管正负号,其$C$的正负号由取指后左边式子决定,如果左边为正数如$\sqrt{u}$的形式则$C$也为正数,而这个式子左边为$y$,所以为任意常数。 \section{可化为可分离变量型} @@ -178,9 +178,11 @@ $=\dfrac{(A_1\lambda+B_1)v+A_1C_2+B_1C_1}{\lambda v+C_2}$。此时未知数只 形如$\dfrac{\textrm{d}y}{\textrm{d}x}+P(x)y=Q(x)$就是一阶线性方程。因为其对未知函数$y$与其导数都是一次方程。 -若$Q(x)\equiv 0$,则是齐次一阶线性微分方程,可化为$\dfrac{\textrm{d}y}{y}=-P(x)\,\textrm{d}x$,$\ln y=\int P(x)\,\textrm{d}x+C'$,$y=e^{-\int P(x)\,\textrm{d}x}\cdot e^{C'}$,$y=Ce^{-\int P(x)\,\textrm{d}x}$。 +若$Q(x)\equiv 0$,则是一阶齐次线性微分方程,可化为$\dfrac{\textrm{d}y}{y}=-P(x)\,\textrm{d}x$,$\ln y=\int P(x)\,\textrm{d}x+C'$,$y=e^{-\int P(x)\,\textrm{d}x}\cdot e^{C'}$,$y=Ce^{-\int P(x)\,\textrm{d}x}$。 -若$Q(x)\neq 0$,则是非齐次一阶线性微分方程,令$y=ue^{-\int P(x)\,\textrm{d}x}$,求$u$这个关于$x$的函数的具体值,这就是\textbf{常数变易法}。代入$\dfrac{\textrm{d}y}{\textrm{d}x}+P(x)y=Q(x)$,得到$u'e^{-\int P(x)\,\textrm{d}x}-ue^{-\int P(x)\,\textrm{d}x}P(x)+P(x)ue^{-\int P(x)\,\textrm{d}x}=Q(x)$,得到$u'e^{-\int P(x)\,\textrm{d}x}=Q(x)$,从而得到$u'$,再对$u'$积分得到$u=\displaystyle{\int Q(x)e^{\int P(x)\,\textrm{d}x}\,\textrm{d}x}+C$。从而代入$y=ue^{-\int P(x)\,\textrm{d}x}$,得到\textcolor{aqua}{\textbf{定理:}}$y=e^{-\int P(x)\,\textrm{d}x}(\int Q(x)e^{\int P(x)\,\textrm{d}x}\,\textrm{d}x+C)$。非齐次通解就是其齐次通解加上一个非齐次的特解。 +若$Q(x)\neq 0$,则是一阶非齐次线性微分方程,令$y=C(x)e^{-\int P(x)\,\textrm{d}x}$,$C(x)$为关于$x$的具体函数,这是\textbf{常数变易法}。 + +代入$\dfrac{\textrm{d}y}{\textrm{d}x}+P(x)y=Q(x)$,得到$C(x)'e^{-\int P(x)\,\textrm{d}x}-C(x)e^{-\int P(x)\,\textrm{d}x}P(x)+P(x)C(x)e^{-\int P(x)\,\textrm{d}x}=Q(x)$,$C(x)'e^{-\int P(x)\,\textrm{d}x}=Q(x)$,从而得到$C(x)'$,再对$C(x)'$积分得到$C(x)=\displaystyle{\int Q(x)e^{\int P(x)\,\textrm{d}x}\,\textrm{d}x}+C$。从而代入$y=C(x)e^{-\int P(x)\,\textrm{d}x}$,得到\textcolor{aqua}{\textbf{定理:}}$y=e^{-\int P(x)\,\textrm{d}x}(\int Q(x)e^{\int P(x)\,\textrm{d}x}\,\textrm{d}x+C)$。非齐次通解就是其齐次通解加上一个非齐次的特解。 \textbf{例题:}求$\dfrac{\textrm{d}y}{\textrm{d}x}=\dfrac{1}{x+y}$。 @@ -210,7 +212,7 @@ $=\dfrac{(A_1\lambda+B_1)v+A_1C_2+B_1C_1}{\lambda v+C_2}$。此时未知数只 右边是只包含$x$的函数。 -直接对函数不断求积分就可以了。连续积分$n$次,会得到一个含有$n$个任意常数的通解。 +直接对函数不断求积分就可以了。连续积分$n$次,会得到一个含有$n$个任意常数的通解。这种方程没有特定出题考的意义。 \textbf{例题:}求$y'''=e^{2x}-\cos x$。 diff --git a/probability-theory-and-mathematical-statistics/exercise/5-mathematical-statistics/mathematical-statistics.pdf b/probability-theory-and-mathematical-statistics/exercise/5-mathematical-statistics/mathematical-statistics.pdf index b270e98..5705dfd 100644 Binary files a/probability-theory-and-mathematical-statistics/exercise/5-mathematical-statistics/mathematical-statistics.pdf and b/probability-theory-and-mathematical-statistics/exercise/5-mathematical-statistics/mathematical-statistics.pdf differ diff --git a/probability-theory-and-mathematical-statistics/exercise/5-mathematical-statistics/mathematical-statistics.tex b/probability-theory-and-mathematical-statistics/exercise/5-mathematical-statistics/mathematical-statistics.tex index 25ae257..487a7bf 100644 --- a/probability-theory-and-mathematical-statistics/exercise/5-mathematical-statistics/mathematical-statistics.tex +++ b/probability-theory-and-mathematical-statistics/exercise/5-mathematical-statistics/mathematical-statistics.tex @@ -122,6 +122,12 @@ $\therefore P\{X^2>C^2\}=0.8$。 基本方法就是$EX=\dfrac{1}{n}\sum\limits_{i=1}^nX_i$。 +如果只有一个参数就使用一阶矩,如果有两个参数就使用二阶矩,一般不会超过两个未知数。 + +即$EX=\dfrac{1}{n}\sum\limits_{i=1}^nX_i=\overline{X}=\hat{\mu}$,$EX^2=\dfrac{1}{n}\sum\limits_{i=1}^nX_i^2=\hat{\sigma}^2+\hat{\mu}^2$。 + +$\hat{\sigma}^2=EX^2-(EX)^2=\dfrac{1}{n}\sum\limits_{i=1}^nX_i^2-\overline{X}^2=\dfrac{1}{n}\sum\limits_{i=1}^n(X_i-\overline{X})^2$。 + \subsubsection{一阶矩} \subsubsection{二阶矩} @@ -138,7 +144,39 @@ $\therefore P\{X^2>C^2\}=0.8$。 \subsection{最大似然估计} -步骤:写出概率函数或密度函数;写出似然函数(代入观测值$x_i$并连乘);两边取对数;求导数并令为0。 +步骤:写出概率函数或密度函数;写出似然函数(代入观测值$x_i$并连乘);两边取对数;求导数并令为0求出表达式。 + +\subsubsection{离散型} + +\textbf{例题:}设总体$X$的概率分布为:\medskip + +\begin{tabular}{c|cccc} + \hline + $X$ & 0 & 1 & 2 & 3 \\ \hline + $P$ & $\theta^2$ & $2\theta(1-\theta)$ & $\theta^2$ & $1-2\theta$ \\ \hline +\end{tabular} \medskip + +其中$\theta\int\left(0,\dfrac{1}{2}\right)$为未知参数,从总体$X$中抽取容量为8的一组样本,其样本值为3,1,3,0,3,1,2,3。求$\theta$的最大似然估计值。 + +解: + +根据样本值,可以得出:\medskip + +\begin{tabular}{c|cccc} + \hline + $X$ & 0 & 1 & 2 & 3 \\ \hline + 次数 & 1 & 2 & 1 & 4 \\ \hline +\end{tabular} \medskip + +将所有的概率相乘:$L(\theta)l=(1-2\theta)^4[2\theta(1-\theta)]^2\cdot\theta^2\cdot\theta^2=4\theta^6(1-\theta)^2(1-2\theta)^4$。 + +对其求对数:$\ln L(\theta)=\ln4+6\ln\theta+2\ln(1-\theta)+4\ln(1-2\theta)$。 + +对其求导:$\dfrac{\textrm{d}\ln L(\theta)}{\textrm{d}\theta}=\dfrac{6}{\theta}-\dfrac{2}{1-\theta}-\dfrac{8}{1-2\theta}=0$。解得$\theta=\dfrac{7\pm\sqrt{13}}{12}$。 + +$0<\theta<\dfrac{1}{2}$,舍去正值,得到$\hat{\theta}=\dfrac{7-\sqrt{13}}{12}$。 + +\subsubsection{连续型} \textbf{例题:}设随机变量$X$在区间$[0,\theta]$上服从均匀分布,$X_1,X_2,\cdots,X_n$是来自$X$的简单随机样本,求$\theta$的最大似然估计量$\hat{\theta}$ @@ -166,6 +204,18 @@ $\ln L(\lambda)=-n\ln2-n\ln\lambda-\dfrac{1}{\lambda}\sum\limits_{i=1}^n\vert x_ 即$\hat{\lambda}=\dfrac{1}{n}\sum\limits_{i=1}^n\vert X_i\vert$。 +\section{估计量评价标准} + +\subsection{无偏性} + +$E\hat{\theta}=\theta$。 + +\subsection{有效性} + +$D\hat{\theta_1}F_\alpha(n_2,n_1)\}=\alpha$,$P\{F\leqslant F_\alpha(n_2,n_1)\ 即将概率密度或概率分布连乘,然后取对数,再求导令其为0解出$\hat{\theta}$。 -\textbf{例题:}设总体$X$的概率分布为:\medskip - -\begin{tabular}{c|cccc} - \hline - $X$ & 0 & 1 & 2 & 3 \\ \hline - $P$ & $\theta^2$ & $2\theta(1-\theta)$ & $\theta^2$ & $1-2\theta$ \\ \hline -\end{tabular} \medskip - -其中$\theta\int\left(0,\dfrac{1}{2}\right)$为未知参数,从总体$X$中抽取容量为8的一组样本,其样本值为3,1,3,0,3,1,2,3。求$\theta$的矩估计值和最大似然估计值。 - -解:首先将所有的概率相乘:$L(\theta)l=(1-2\theta)^4[2\theta(1-\theta)]^2\cdot\theta^2\cdot\theta^2=4\theta^6(1-\theta)^2(1-2\theta)^4$。 - -对其求对数:$\ln L(\theta)=\ln4+6\ln\theta+2\ln(1-\theta)+4\ln(1-2\theta)$。 - -对其求导:$\dfrac{\textrm{d}\ln L(\theta)}{\textrm{d}\theta}=\dfrac{6}{\theta}-\dfrac{2}{1-\theta}-\dfrac{8}{1-2\theta}=0$。解得$\theta=\dfrac{7\pm\sqrt{13}}{12}$。 - -$0<\theta<\dfrac{1}{2}$,舍去正值,得到$\hat{\theta}=\dfrac{7-\sqrt{13}}{12}$。 - \textbf{例题:}来自总体的$X$的概率密度为$f(x)=\left\{\begin{array}{ll} (1+\theta)x^\theta, & 0\theta_0$ \\ \cline{2-4} & 左边 & $\theta\geqslant\theta_0$ & $\theta<\theta_0$ \\ \hline -\end{tabular} +\end{tabular} \medskip + +假设检验步骤: + +\begin{enumerate} + \item 根据问题要求提出原假设$H_0$和备择假设$H_1$。 + \item 根据假设和条件确定检验统计量,在$H_0$成立的条件下确定其分布。 + \item 给定显著性水平$\alpha$,在$H_0$成立的条件下根据$P\{H_0\text{为真,拒绝}H_0\}\leqslant\alpha$确定拒绝域和临界点。 + \item 由样本值计算出检验统计量值,若该值落入拒绝域,则拒绝$H_0$,否则接受$H_0$。 +\end{enumerate} \subsubsection{正态总体下的六大检验与拒绝域}