题目
设总体X具有分布律-|||-x 1 2 3-|||-pi θ^2 (1-9) ((1-{theta ))^2-|||-其中 theta (0lt 0lt 1) 为未知参数.已知取得了样本值 _(1)=1, _(2)=2, _(3)=1, 试求θ-|||-的最大似然估计值.

题目解答
答案

解析
本题考查最大似然估计的知识。解题思路是先根据总体的分布律和给定的样本值写出似然函数,然后对似然函数取对数,再对对数似然函数求导并令导数为零,最后解出参数的最大似然估计值。
- 写出似然函数:
已知总体$X$的分布律,样本值为$x_1 = 1$,$x_2 = 2$,$x_3 = 1$。根据似然函数的定义,似然函数$L(\theta)$是样本取值的联合概率,即$L(\theta)=P(X_1 = 1,X_2 = 2,X_3 = 1)$。
因为样本是相互独立的,所以$L(\theta)=P(X_1 = 1)P(X_2 = 2)P(X_3 = 1)$。
由总体分布律可知$P(X = 1)=\theta^2$,$P(X = 2)=2\theta(1 - \theta)$,则$L(\theta)=\theta^2\cdot 2\theta(1 - \theta)\cdot\theta^2 = 2\theta^5(1 - \theta)$。 - 对似然函数取对数:
为了方便计算,对似然函数$L(\theta)$取自然对数,得到$\ln L(\theta)=\ln(2\theta^5(1 - \theta))$。
根据对数的运算法则$\ln(ab)=\ln a+\ln b$,可得$\ln L(\theta)=\ln 2 + \ln\theta^5 + \ln(1 - \theta)$。
再根据对数运算法则$\ln a^b = b\ln a$,进一步化简为$\ln L(\theta)=\ln 2 + 5\ln\theta + \ln(1 - \theta)$。 - 求导并令导数为零:
对$\ln L(\theta)$关于$\theta$求导,根据求导公式$(\ln x)^\prime=\frac{1}{x}$,可得$\frac{d\ln L(\theta)}{d\theta}=\frac{5}{\theta}-\frac{1}{1 - \theta}$。
令$\frac{d\ln L(\theta)}{d\theta}=0$,即$\frac{5}{\theta}-\frac{1}{1 - \theta}=0$。 - 解方程求出最大似然估计值:
对$\frac{5}{\theta}-\frac{1}{1 - \theta}=0$进行求解,通分得到$\frac{5(1 - \theta) - \theta}{\theta(1 - \theta)} = 0$。
因为分母不能为零,所以只需分子$5(1 - \theta) - \theta = 0$,展开得$5 - 5\theta - \theta = 0$,即$5 - 6\theta = 0$。
移项可得$6\theta = 5$,解得$\theta=\frac{5}{6}$,所以$\theta$的最大似然估计值$\hat{\theta}=\frac{5}{6}$。