在统计学 中,矩估计 (英语:method of moments )是估计总体 参数 的方法。首先推导涉及感兴趣的参数的总体矩 (即所考虑的随机变量 的幂的期望 )的方程。然后取出一个样本并从这个样本估计总体矩。接着使用样本矩取代(未知的)总体矩,解出感兴趣的参数。从而得到那些参数的估计。矩估计是英国统计学家卡尔·皮尔逊 于1894年提出的。
假设问题是要估计表征随机变量
W
{\displaystyle W}
的分布
f
W
(
w
;
θ
)
{\displaystyle f_{W}(w;\theta )}
的
k
{\displaystyle k}
个未知参数
θ
1
,
θ
2
,
…
,
θ
k
{\displaystyle \theta _{1},\theta _{2},\dots ,\theta _{k}}
。如果真实分布("总体矩")的前
k
{\displaystyle k}
阶矩可以表示成这些
θ
{\displaystyle \theta }
的函数:
μ
1
≡
E
[
W
]
=
g
1
(
θ
1
,
θ
2
,
…
,
θ
k
)
,
{\displaystyle \mu _{1}\equiv E[W]=g_{1}(\theta _{1},\theta _{2},\dots ,\theta _{k}),}
μ
2
≡
E
[
W
2
]
=
g
2
(
θ
1
,
θ
2
,
…
,
θ
k
)
,
{\displaystyle \mu _{2}\equiv E[W^{2}]=g_{2}(\theta _{1},\theta _{2},\dots ,\theta _{k}),}
⋮
{\displaystyle \vdots }
μ
k
≡
E
[
W
k
]
=
g
k
(
θ
1
,
θ
2
,
…
,
θ
k
)
.
{\displaystyle \mu _{k}\equiv E[W^{k}]=g_{k}(\theta _{1},\theta _{2},\dots ,\theta _{k}).}
设取出一大小为
n
{\displaystyle n}
的样本,得到
w
1
,
…
,
w
n
{\displaystyle w_{1},\dots ,w_{n}}
。对于
j
=
1
,
…
,
k
{\displaystyle j=1,\dots ,k}
,令
μ
^
j
=
1
n
∑
i
=
1
n
w
i
j
{\displaystyle {\hat {\mu }}_{j}={\frac {1}{n}}\sum _{i=1}^{n}w_{i}^{j}}
为j阶样本矩,是
μ
j
{\displaystyle \mu _{j}}
的估计。
θ
1
,
θ
2
,
…
,
θ
k
{\displaystyle \theta _{1},\theta _{2},\dots ,\theta _{k}}
的矩估计量记为
θ
^
1
,
θ
^
2
,
…
,
θ
^
k
{\displaystyle {\hat {\theta }}_{1},{\hat {\theta }}_{2},\dots ,{\hat {\theta }}_{k}}
,由这些方程的解(如果存在)定义:[来源请求]
μ
^
1
=
g
1
(
θ
^
1
,
θ
^
2
,
…
,
θ
^
k
)
,
{\displaystyle {\hat {\mu }}_{1}=g_{1}({\hat {\theta }}_{1},{\hat {\theta }}_{2},\dots ,{\hat {\theta }}_{k}),}
μ
^
2
=
g
2
(
θ
^
1
,
θ
^
2
,
…
,
θ
^
k
)
,
{\displaystyle {\hat {\mu }}_{2}=g_{2}({\hat {\theta }}_{1},{\hat {\theta }}_{2},\dots ,{\hat {\theta }}_{k}),}
⋮
{\displaystyle \vdots }
μ
^
k
=
g
k
(
θ
^
1
,
θ
^
2
,
…
,
θ
^
k
)
.
{\displaystyle {\hat {\mu }}_{k}=g_{k}({\hat {\theta }}_{1},{\hat {\theta }}_{2},\dots ,{\hat {\theta }}_{k}).}