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Aufgabe:

Die folgende Stichprobe wurde aus einer stetigen Gleichverteilung mit der unteren Grenze 18
und der oberen Grenze 32 gezogen.

28.7

Ermitteln Sie den Erwartungswert μ der Gleichverteilung sowie den Schätzer für μ
auf Basis der gezogenen Stichprobe.

Wie groß ist die absolute Abweichung zwischen Erwartungswert und Schätzer?


Problem/Ansatz:

Weiß hier jemand weiter?

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μ = (18 + 32)/2 = 25

Ist 28.7 jetzt der Schätzer, dann ist 3.7 die Absolute Abweichung.

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Die absolute Abweichung ist laut System allerdings 3.25.

Und wie war die ganz exakte Aufgabe dazu?

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Aloha :)

Die Dichtefunktion der gleichverteilten Zufallsvariable lautet:$$f(x)=\left\{\begin{array}{cl}0 & \text{für }x<18\\[1ex]\frac{1}{14} & \text{für }18\le x\le32\\[1ex]0 & \text{für }x>18\end{array}\right.$$

Der Erwartungswert lautet damit:$$\mu=\int\limits_{18}^{32}x\cdot f(x)\,dx=\int\limits_{18}^{32}\frac{x}{14}\,dx=\left[\frac{x^2}{28}\right]_{18}^{32}=\frac{32^2-18^2}{28}=\frac{700}{28}=25$$

Du kannst dir auch überlegen, dass bei einer gleichverteilten Zufallsgröße der Erwartungswert genau in der Mitte des Intervalls liegen muss:

~plot~ 1/14*(x>=18)*(x<=32) ; {25|1/14} ; [[16|35|0|0,08]] ~plot~

Da deine Stichprobe nur aus \(n=1\) Element \(x_1=28,7\) besteht, ist der Mittelwert dieser Stichprobe gleich dem Wert selbst:$$\overline x=\frac1n\sum\limits_{k=1}^n x_k=\frac11\cdot28,7$$

Die absolute Abweichung zwischen Erwartungswert und Schätzer beträgt daher:$$|\mu-\overline x|=|25-28,7|=3,7$$

Beachte bitte, dass eine Stichprobe mit nur \(n=1\) Element praktisch nicht verwertbar ist. Für sie ist noch nicht mal die empirische Standardabweichung:$$\sigma^2_{\text{emp}}=\frac{1}{n-1}\sum\limits_{k=1}^n(x_i-\overline x)^2$$definiert, weil es sonst eine Division durch Null gibt.

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