現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)理論與計(jì)算
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- 作者:張世斌編著
- 出版時(shí)間:2022/6/1
- ISBN:9787030724878
- 出 版 社:科學(xué)出版社
- 中圖法分類:C8
- 頁(yè)碼:282
- 紙張:
- 版次:1
- 開本:24cm
本書旨在介紹現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)學(xué)中的主流理論、思想和方法, 是應(yīng)用現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)方法解決統(tǒng)計(jì)推斷問(wèn)題的重要基礎(chǔ)。本書共兩部分: 第一部分為現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)理論概要, 第二部分為現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法。第一部分主要介紹現(xiàn)代數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本概念、統(tǒng)計(jì)推斷的基本理論和方法、統(tǒng)計(jì)量或估計(jì)量的大樣本性質(zhì), 是統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程和進(jìn)行統(tǒng)計(jì)理論、方法及應(yīng)用研究的重要基礎(chǔ), 主要內(nèi)容包括: 點(diǎn)估計(jì)的基本概念與方法及其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn), 假設(shè)檢驗(yàn)的基本概念與方法及其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn), 區(qū)間估計(jì)的基本概念與方法及其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn), 廣義矩方法與經(jīng)驗(yàn)似然, 貝葉斯統(tǒng)計(jì)推斷的基本概念、思想與方法等。第二部分主要介紹現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)計(jì)算的理論與方法, 是統(tǒng)計(jì)理論和方法實(shí)現(xiàn)的實(shí)踐, 也是當(dāng)代統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)專業(yè)從業(yè)者進(jìn)行統(tǒng)計(jì)理論小樣本性質(zhì)和貝葉斯統(tǒng)計(jì)分析的重要工具, 還是大數(shù)據(jù)背景下數(shù)據(jù)分析必不可少的技術(shù), 其主要內(nèi)容包括: 隨機(jī)數(shù)生成的理論和方法, Monte Carlo積分與抽樣方法, 再抽樣理論與方法, 模擬退火算法與EM算法, Markov鏈Monte Carlo, 非參數(shù)密度估計(jì)與非參數(shù)回歸, 三次樣條與薄板樣條的理論與方法等。
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目錄
前言
主要符號(hào)對(duì)照表
第一部分 現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)理論概要
第1章 數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本概念 3
1.1 總體、樣本、統(tǒng)計(jì)量與估計(jì)量 3
1.1.1 總體與個(gè)體 3
1.1.2 樣本與樣本觀測(cè)值 4
1.1.3 統(tǒng)計(jì)量與估計(jì)量 4
1.2 數(shù)字特征與數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)分布 5
1.2.1 數(shù)字特征 5
1.2.2 數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)分布 11
1.3 充分統(tǒng)計(jì)量 13
1.3.1 充分統(tǒng)計(jì)量的概念 13
1.3.2 因子分解定理 17
1.4 指數(shù)型分布族 19
1.5 習(xí)題 21
第2章 隨機(jī)收斂性 24
2.1 依分布收斂、依概率收斂和幾乎處處收斂 24
2.2 連續(xù)映照定理 26
2.3 三種收斂性間的聯(lián)系 27
2.4 矩收斂性 30
2.5 多元正態(tài)分布、多元中心極限定理與χ2-檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量 31
2.5.1 多元正態(tài)分布的概念與性質(zhì) 31
2.5.2 多元中心極限定理 34
2.5.3 Pearsonχ2-檢驗(yàn) 35
2.6 習(xí)題 37
第3章 點(diǎn)估計(jì)及其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 39
3.1 參數(shù)點(diǎn)估計(jì)與均方誤差 39
3.2 估計(jì)量的無(wú)偏性和相合性 40
3.3 估計(jì)量的漸近正態(tài)性及其應(yīng)用 42
3.3.1 估計(jì)量的漸近正態(tài)性 42
3.3.2 漸近正態(tài)性的應(yīng)用 44
3.4 Fisher信息不等式、估計(jì)量的有效性及漸近有效性 45
3.4.1 Fisher信息量 45
3.4.2 Fisher信息與充分統(tǒng)計(jì)量 47
3.4.3 信息不等式 48
3.4.4 估計(jì)量的有效性及漸近有效性 49
3.5 Δ方法與矩估計(jì)量 50
3.5.1 Δ方法 50
3.5.2 矩估計(jì)量 53
3.6 Z-估計(jì)與M-估計(jì)的概念與例子 53
3.7 Z-估計(jì)與M-估計(jì)的漸近性質(zhì) 56
3.7.1 相合性 56
3.7.2 漸近正態(tài)性 61
3.8 最大似然估計(jì)及其漸近性質(zhì) 63
3.8.1 最大似然估計(jì)的概念 63
3.8.2 最大似然估計(jì)的漸近性質(zhì) 65
3.9 習(xí)題 67
第4章 假設(shè)檢驗(yàn)及其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 70
4.1 基本概念 70
4.1.1 統(tǒng)計(jì)假設(shè) 70
4.1.2 檢驗(yàn)、拒絕域與檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量 70
4.1.3 兩類錯(cuò)誤 71
4.1.4 顯著性水平與功效函數(shù) 72
4.2 最大功效檢驗(yàn) 73
4.2.1 最大功效檢驗(yàn)的概念 73
4.2.2 Neyman-Pearson定理 74
4.3 一致最大功效檢驗(yàn) 79
4.3.1 一致最大功效檢驗(yàn)的概念與求法 79
4.3.2 一致最大功效檢驗(yàn)與充分統(tǒng)計(jì)量 82
4.4 似然比檢驗(yàn) 85
4.4.1 最大似然比檢驗(yàn) 85
4.4.2 似然比檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的漸近分布 88
4.5 習(xí)題 91
第5章 區(qū)間估計(jì)及其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 95
5.1 區(qū)間估計(jì)基本概念 95
5.1.1 置信區(qū)間 95
5.1.2 置信區(qū)間的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 96
5.1.3 置信域 99
5.2 置信區(qū)間的構(gòu)造方法 100
5.2.1 樞軸量法 100
5.2.2 區(qū)間估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)的關(guān)系 102
5.3 似然比置信區(qū)間 104
5.4 習(xí)題 106
第6章 廣義矩方法與經(jīng)驗(yàn)似然 107
6.1 廣義矩方法 107
6.1.1 廣義矩估計(jì)量 108
6.1.2 方差矩陣的估計(jì) 111
6.1.3 最優(yōu)權(quán)重矩陣的選取 111
6.2 經(jīng)驗(yàn)似然 113
6.2.1 均值參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)似然 114
6.2.2 一般參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)似然 114
6.2.3 經(jīng)驗(yàn)似然比檢驗(yàn) 121
6.3 習(xí)題 122
第7章 貝葉斯統(tǒng)計(jì)推斷 125
7.1 統(tǒng)計(jì)學(xué)兩個(gè)學(xué)派的差別 125
7.2 貝葉斯公式的密度函數(shù)形式 125
7.3 先驗(yàn)分布的選取 126
7.3.1 共軛先驗(yàn)分布 127
7.3.2 不變先驗(yàn)分布 129
7.3.3 Jeffreys原則 131
7.3.4 最大熵原則 132
7.4 貝葉斯參數(shù)估計(jì) 135
7.4.1 點(diǎn)估計(jì) 135
7.4.2 區(qū)間估計(jì) 136
7.5 貝葉斯假設(shè)檢驗(yàn) 136
7.6 習(xí)題 137
第二部分 現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法
第8章 隨機(jī)數(shù)的生成 141
8.1 偽隨機(jī)數(shù)的生成 141
8.2 連續(xù)型隨機(jī)數(shù)的生成 142
8.2.1 逆變換法 142
8.2.2 舍選抽樣法 143
8.2.3 R函數(shù) 145
8.3 離散型隨機(jī)數(shù)的生成 145
8.3.1 逆變換法 145
8.3.2 舍選抽樣法 146
8.3.3 合成法 148
8.3.4 R函數(shù) 149
8.4 習(xí)題 149
第9章 Monte Carlo積分與抽樣方法 151
9.1 Monte Carlo積分 151
9.2 樣本平均值法 152
9.3 重要抽樣法 153
9.4 分層抽樣法 155
9.5 關(guān)聯(lián)抽樣法 157
9.6 習(xí)題 159
第10章 再抽樣理論與方法 160
10.1 偏差的刀切法估計(jì) 160
10.1.1 估計(jì)方法 160
10.1.2 估計(jì)方法合理性 163
10.2 方差的刀切法估計(jì) 163
10.2.1 估計(jì)方法 163
10.2.2 估計(jì)的偏差 166
10.3 自助法抽樣 167
10.4 自助法非參數(shù)化方法 168
10.4.1 非參數(shù)自助法 168
10.4.2 極限理論結(jié)論 171
10.5 自助法參數(shù)化方法 172
10.5.1 參數(shù)自助法 172
10.5.2 極限理論結(jié)論 173
10.5.3 殘差自助法 174
10.5.4 總體中含未知參數(shù)的自助法擬合優(yōu)度檢驗(yàn) 175
10.6 習(xí)題 177
第11章 模擬退火算法與EM算法 179
11.1 模擬退火算法 179
11.2 EM算法與Monte CarloEM算法 183
11.2.1 EM算法 183
11.2.2 Monte Carlo EM 188
11.2.3 EM標(biāo)準(zhǔn)誤差 188
11.3 習(xí)題 189
第12章 Markov鏈Monte Carlo 191
12.1 Markov鏈簡(jiǎn)介 191
12.1.1 Markov鏈及其轉(zhuǎn)移核 191
12.1.2 狀態(tài)的命名與周期 193
12.1.3 不變分布 193
12.1.4 平穩(wěn)可逆分布 194
12.2 MCMC簡(jiǎn)介 195
12.3 Metropolis-Hastings算法 196
12.3.1 Metropolis-Hastings算法的一般理論 196
12.3.2 獨(dú)立Metropolis-Hastings算法 198
12.3.3 隨機(jī)游動(dòng)Metropolis-Hastings算法 200
12.4 Gibbs抽樣方法 202
12.5 切片抽樣方法 205
12.5.1 2D切片抽樣 205
12.5.2 一般的切片抽樣 208
12.6 MCMC收斂性診斷 208
12.7 習(xí)題 210
第13章 非參數(shù)密度估計(jì) 212
13.1 直方圖密度估計(jì) 212
13.1.1 直方圖密度估計(jì)的概念 212
13.1.2 直方圖密度函數(shù)的重要性質(zhì) 214
13.1.3 帶寬選擇 214
13.2 核密度估計(jì) 216
13.2.1 核密度估計(jì)的概念 216
13.2.2 核密度計(jì)算 218
13.2.3 核密度重要性質(zhì) 219
13.2.4 帶寬的選擇 220
13.3 基于樣條基的非參數(shù)密度估計(jì) 223
13.3.1 對(duì)數(shù)樣條密度估計(jì) 223
13.3.2 節(jié)點(diǎn)的選取 224
13.3.3 三次樣條密度估計(jì) 224
13.4 習(xí)題 225
第14章 非參數(shù)回歸 227
14.1 核回歸光滑 228
14.1.1 核回歸光滑的概念 228
14.1.2 帶寬的選擇 230
14.1.3 Gasser-Müller核回歸 231
14.2 局部多項(xiàng)式回歸 232
14.2.1 局部線性回歸 232
14.2.2 帶寬的選擇 234
14.2.3 局部p階多項(xiàng)式回歸 234
14.3 正交序列回歸 236
14.3.1 正交序列回歸的一般理論 236
14.3.2 Legendre多項(xiàng)式正交基下的回歸 238
14.4 三次樣條回歸 239
14.5 多元自適應(yīng)回歸樣條 241
14.5.1 多元自適應(yīng)回歸樣條預(yù)測(cè)模型 242
14.5.2 MARS建模思想與過(guò)程 242
14.6 習(xí)題 245
第15章 三次樣條與薄板樣條 247
15.1 罰最小二乘與自然三次樣條 247
15.1.1 罰最小二乘 247
15.1.2 罰最小二乘估計(jì)與自然三次樣條 248
15.1.3 三次光滑樣條的一個(gè)實(shí)例 249
15.1.4 三次樣條插值 250
15.1.5 三次光滑樣條與三次樣條插值的計(jì)算 250
15.2 薄板樣條 252
15.2.1 薄板樣條的概念與性質(zhì) 252
15.2.2 光滑薄板樣條與薄板樣條插值的計(jì)算 254
15.3 習(xí)題 255
參考文獻(xiàn) 256
附錄A 章節(jié)知識(shí)架構(gòu) 262
附錄B 船體受力與碰撞模擬數(shù)據(jù) 273
索引 278