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統計学の最小二乗推定量の導出
統計学初心者です。
回帰直線の式で、
$\overline{y} = α+β\overline{x}+\overline{ε}\qquad(1)$
というのがあるかと思います。母回帰直線のモデル式の平均を取ったものです。
また、正規方程式?というのもあって、
$\bar{y}=a+b\bar{x}\qquad(2)$
というのもあるかと思います。(a,bは最小二乗推定量で、E(a)=α、E(b)=βです)
このbの分散は
$V(b)=E(b-β)^2=\dfrac{σ^2}{\sum^n_{i=1}(x_i-\bar{x})^2}\qquad(3)$
らしいのですが、V(a)の方の導出ができません。
$V(a)=\dfrac{σ^2\sum^n_{i=1}x_i^2}{n\sum^n_{i=1}(x_i-\bar{x})^2}\qquad(4)$
になるようです。
まず、
$V(a)=E(a-α)^2\qquad(5)$
はあっているでしょうか。
そうすると、(1)、(2)式より
$E(a-α)^2=E((\bar{ε}-(b-β)\bar{x})^2)\qquad(6)$
になると考えています。
そして$\bar{ε}=0$より、
$E(a-α)^2=E((b-β)^2\bar{x}^2)\qquad(7)$
(3)式より、
$=\dfrac{σ^2{\bar{x}}^2}{\sum^n_{i=1}(x_i-\bar{x})^2}\qquad(8)$
ここから先が分かりません。
(8)式の分子の ${\bar{x}}^2$ が $\bar{x^2}$ なら変形して(4)式にたどり着くと思うのですが、別物ですよね?
(6)式が合っているなら、${\bar{x}}^2$は「$x_i$の平均の2乗」のため、ここから容易には変形できない気がしています。
こちらの導出について、知見をお持ちの方はご教授よろしくお願いいたします。