母集団の平均を推定する
前回までの講座で、推測統計では得られたサンプルの値から”母集団のパラメータ”を推定すると話した。
ようじゅということで今回は、実際に得られたサンプルの値から母集団の平均を推定してみます
この回で学ぶこと
- 母集団の平均を推定する方法
- 統計の本でよく出てくる”不偏推定量”の意味
- 論文の結果はどこまで適用していいのか?問題
サンプル平均と母集団の平均値(推定値)は一致する
結論から言うと、サンプル平均がそのまま”母集団の平均(の推定値)”になる。
ようじゅネタバラシをすると分散は「サンプルの分散」と「母集団の分散」は一致しませんが、平均は「サンプルの平均」がそのまま「母集団の平均(の推定値」になります
たとえば被験者として日本人男性10人を集めてベンチプレス1RMを測定したとしよう。
| 被験者ID | 名前 | 1RM 測定結果 (kg) |
|---|---|---|
| 001 | Aさん | 75 |
| 002 | Bさん | 90 |
| 003 | Cさん | 60 |
| 004 | Dさん | 115 |
| 005 | Eさん | 85 |
| 006 | Fさん | 120 |
| 007 | Gさん | 95 |
| 008 | Hさん | 70 |
| 009 | Iさん | 105 |
| 010 | Jさん | 85 |
| 合計 | - | 900 |
合計が900kgなので、ここからサンプル平均を求めると90kgになる。
$$\bar{x}=\frac{900}{10}=90$$
ようじゅそして、この値がそのまま母集団の平均の推定値になります
$$ \hat{\mu}=\bar{x}=90 $$
母集団の平均(神のみぞ知る真の値)が $\mu$ であり、その推定値 $\hat{\mu}$ はサンプル平均そのもの。
つまりこの例で言えば、母集団を”日本人男性”と仮定すると、日本人男性のベンチプレス1RMの平均は90kgになる。
ようじゅこのようにサンプル平均を求めるだけで、そのまま母集団の平均の推定値になります
母集団の平均を求める一般式
ようじゅここからは抽象度を1段階上げて、もう少し一般化した形にしてみよう。
各観測値(たとえば1RMやカロリー摂取量)を $x_i$ とすると、母集団の平均の推定値は、サンプル平均に一致する。
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