Pourquoi la variance empirique est biaisée
Exercice · niveau 3 (difficile) · mathématiques approfondies (ECG 2e année), chapitre 12 — Estimation · Estimateurs dérivés d'un autre
Énoncé
Soit un -échantillon d'espérance et de variance , et . Montrer que .
Corrigé
On se ramène à une espérance nulle. Posons . Alors , donc : la quantité est inchangée, et , .
Le développement. Puisque ,
Les deux espérances. donne , d'où . De même donne .
Conclusion.
D'où vient la perte. Les écarts sont mesurés à , tirée des données elles-mêmes et donc placée au plus près d'elles : la somme des carrés est plus petite que si l'on avait centré sur le vrai . Une observation est consommée par cette estimation, et c'est le .
Le correctif. est sans biais, et reste convergent puisque .
Le point à retenir. Centrer sur une quantité estimée coûte toujours quelque chose. Quand est connue, n'a lui aucun biais : c'est la seule différence entre les deux situations.
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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.