低阶与高阶矩的估计精度

机器算法验证 估计 时刻 金融
2022-04-03 18:57:02

我有一种模糊的感觉,对于固定的样本量,分布的低阶矩通常比高阶矩估计得更精确。例如,平均值将比二阶矩更精确地估计。

  1. 我如何正式表达这个?*
  2. 这是正确的(也许在某些条件下)?持有此条件的条件是什么?

这个问题是由 Quantitative Finance Stack Exchange 上的以下主题引起的:“为什么资产波动率比包含平均值的资产平均值更容易估计?”

*有不同的精度度量,我想知道哪一个最有意义;也许有一种我不知道的思考这个问题的标准方式。

1个回答

如果直觉是一个普遍的主张,或者至少是一个似乎表明对 2. 的答案可能是“不是真的”的结果,我认为这可能是一个反例。我在这里使用的某个时刻的估计器精度的度量是方差。

众所周知样本方差的方差在从正态总体中抽样时为,而均值的方差为2σ4n1σ2/n

前者更大 , 显然不必如此。

2σ4n1>σ2n
σ2>n12n,

n <- 10
sigma.sq <- 4/10 # 9/20 or 4.5/10 would be cutoff here

sim.mean.s2 <- function(n){
  x <- rnorm(n, sd=sqrt(sigma.sq))
  xbar <- mean(x)
  s2 <- var(x)
  return(list(xbar, s2))
}

sims <- matrix(unlist(replicate(1e6, sim.mean.s2(n))), nrow=2)

var(sims[1,]) # may also try moments::moment(sims[1,],2, central=T) to simulate population variance, but does not matter at many replications
sigma.sq/n

var(sims[2,])
2*sigma.sq^2/(n-1)