@ इस सवाल का NRH का जवाब नमूना मानक विचलन की पक्षपातपूर्णता का एक अच्छा, सरल प्रमाण देता है। यहाँ मैं स्पष्ट रूप से सामान्य रूप से वितरित नमूने से नमूना मानक विचलन (मूल पोस्टर का दूसरा प्रश्न) की अपेक्षा की गणना करूंगा, जिस बिंदु पर पूर्वाग्रह स्पष्ट है।
बिंदुओं के एक सेट का निष्पक्ष नमूना विचरण हैx1,...,xn
s2=1n−1∑i=1n(xi−x¯¯¯)2
यदि का सामान्य रूप से वितरण किया जाता है, तो यह एक तथ्य है किxi
(n−1)s2σ2∼χ2n−1
जहाँ सही विचरण है। बंटन प्रायिकता घनत्व हैχ 2 σ 2 kσ2χ2k
p(x)=(1/2)k/2Γ(k/2)xk/2−1e−x/2
इसका उपयोग करके हम के अपेक्षित मूल्य को प्राप्त कर सकते हैं ;s
E(s)=σ2n−1−−−−−√E(s2(n−1)σ2−−−−−−−−√)=σ2n−1−−−−−√∫∞0x−−√(1/2)(n−1)/2Γ((n−1)/2)x((n−1)/2)−1e−x/2 dx
जो अपेक्षित मूल्य और तथ्य की परिभाषा से अनुसरण करता है कि एक वितरित वर्गाकार है। चाल अब शब्दों को पुनर्व्यवस्थित करने के लिए है ताकि इंटीग्रैंड एक और घनत्व बन जाए :s2(n−1)σ2−−−−−−√χ2χ2
E(s)=σ2n−1−−−−−√∫∞0(1/2)(n−1)/2Γ(n−12)x(n/2)−1e−x/2 dx=σ2n−1−−−−−√⋅Γ(n/2)Γ(n−12)∫∞0(1/2)(n−1)/2Γ(n/2)x(n/2)−1e−x/2 dx=σ2n−1−−−−−√⋅Γ(n/2)Γ(n−12)⋅(1/2)(n−1)/2(1/2)n/2∫∞0(1/2)n/2Γ(n/2)x(n/2)−1e−x/2 dxχ2n density
अब हम जानते हैं कि अंतिम पंक्ति 1 के बराबर है, क्योंकि यह एक घनत्व है। स्थिरांक को थोड़ा सरल करता है χ2n
E(s)=σ⋅2n−1−−−−−√⋅Γ(n/2)Γ(n−12)
इसलिए का पूर्वाग्रह हैs
σ−E(s)=σ(1−2n−1−−−−−√⋅Γ(n/2)Γ(n−12))∼σ4n
के रूप में ।
n→∞
यह देखना मुश्किल नहीं है कि यह पूर्वाग्रह किसी भी परिमित लिए 0 नहीं है , इस प्रकार नमूना मानक विचलन को साबित करना पक्षपाती है। पूर्वाग्रह के नीचे नीले रंग में के साथ लाल रंग में लिए एक समारोह के रूप में साजिश हैnnσ=11/4n