题目:
在本题中,我们考察 线性函数的估计。令新的参量
,其中
是已知的r*p矩阵,且r<p,秩为r。证明MVU估计量是:
其中 是
的MVU估计量,同时求协方差矩阵。
提示:用
来取代 ,其中
是r*1矩阵。这便导出了简化的线性模型。可以证明,
包含了
的所有信息,所有我们可以根据这个低维数据集来建立自己的估计量。
解答:
根据线性模型的系统定义:
如果: ,即模型中噪声分布是互不相关的高斯白噪声时,
的MVU估计
,及估计方差可以表示为:
如果: ,即模型中噪声分布是一般噪声模型时,
的MVU估计
,及估计方差可以表示为:
而此题目是得到 的MVU估计
后,直接得到
线性变换,即
的无偏估计。由于
是p*1矩阵,
是r*p矩阵,因此
是r*1矩阵。由于r<p,因此线性变换后
的维度小于变换前
的维度。
根据题目提示,根据已经采集的数据集 ,构建新的r*1维数据集:
为了直接套用噪声分布是一般噪声时,线性模型的MVU公式,将上式变换为:
对比后,显然有:
此时
套用噪声分布是一般噪声模型时, MVU估计公式,可以得到:
证明完毕,同时套用噪声分布是一般噪声模型时,方差计算公式,得到: