เครื่องมือประมาณความน่าจะเป็นสูงสุดสำหรับการแจกแจงแบบทวินามลบ


11

คำถามดังต่อไปนี้:

ตัวอย่างแบบสุ่มของค่า n ถูกรวบรวมจากการแจกแจงแบบทวินามลบด้วยพารามิเตอร์ k = 3

  1. ค้นหาตัวประมาณความน่าจะเป็นสูงสุดของพารามิเตอร์π
  2. ค้นหาสูตร asymptotic สำหรับข้อผิดพลาดมาตรฐานของตัวประมาณค่านี้
  3. อธิบายว่าเหตุใดการแจกแจงทวินามลบจะประมาณปกติถ้าพารามิเตอร์ k ใหญ่พอ พารามิเตอร์ของการประมาณปกตินี้มีอะไรบ้าง

การทำงานของฉันมีดังต่อไปนี้:
1. ฉันรู้สึกว่านี่เป็นสิ่งที่ต้องการ แต่ฉันไม่แน่ใจว่าฉันถูกต้องหรือไม่หรือถ้าฉันสามารถรับข้อมูลนี้เพิ่มเติมได้

p(x)=(x1k1)πk(1π)xkL(π)=Πinp(xn|π)(π)=Σinln(p(xn|π))(π)=Σinkπ(xk)(1π)
  1. ฉันคิดว่าต่อไปนี้เป็นสิ่งที่ขอ ในส่วนสุดท้ายฉันรู้สึกว่าฉันต้องการแทนที่π^ด้วยkx

    (π^)=kπ^2+x(1π^)2se(π^)=1(π^)se(π^)=π^2k(1π^)2x
  2. ฉันไม่แน่ใจจริงๆว่าจะพิสูจน์ได้อย่างไรและยังคงค้นคว้าอยู่ คำแนะนำหรือลิงก์ที่มีประโยชน์จะได้รับการชื่นชมอย่างมาก ฉันรู้สึกว่ามันเกี่ยวข้องกับความจริงที่ว่าการแจกแจงทวินามลบสามารถถูกมองว่าเป็นการรวมกันของการแจกแจงเชิงเรขาคณิตหรือการผกผันของการแจกแจงทวินาม แต่ไม่แน่ใจว่าจะเข้าใกล้มันอย่างไร

ความช่วยเหลือใด ๆ ที่จะได้รับการชื่นชมอย่างมาก


(1) เพื่อหาค่าประมาณโอกาสสูงสุดคุณจำเป็นต้องค้นหาว่าฟังก์ชันบันทึกความน่าจะเป็นถึงจุดสูงสุดแล้ว การคำนวณคะแนน (อนุพันธ์อันดับแรกของฟังก์ชั่นบันทึกความน่าจะเป็นที่เกี่ยวกับ ) เป็นการเริ่มต้น - สิ่งนี้จะใช้มูลค่าสูงสุดเท่าไหร่? (และจำไว้ว่าคุณไม่จำเป็นต้องประเมิน .)π^πk
Scortchi - Reinstate Monica

ฉันลืมที่จะเพิ่มอนุพันธ์ของ log-likelihood = 0 เพื่อจุดประสงค์ในการหาค่าสูงสุด ถ้าฉันคิดอย่างถูกต้อง (ทำงานต่อไปตั้งแต่โพสต์) สิ่งที่ฉันมีคือkπΣi=0n(xik)(1π)=0
Syzorr

ระวัง:โปรดทราบว่าเริ่มต้นที่ 1i=1nkπi=1n(xik)(1π)= ?i
Scortchi - Reinstate Monica

ใน (2) เป็นกรณีที่ความแตกต่างของความแตกต่างคือความแตกต่างของส่วนกลับซึ่งกันและกัน ความผิดพลาดนี้อย่างมหาศาลส่งผลกระทบต่อสูตรสุดท้ายของคุณสำหรับPI) se(π^)
whuber

คำตอบ:


6

1

p(x)=(xi1k1)πk(1π)xik

L(π;xi)=i=1n(xi1k1)πk(1π)xik

(π;xi)=i=1n[log(xi1k1)+klog(π)+(xik)log(1π)]d(π;xi)dπ=i=1n[kπ(xik)(1π)]

ตั้งค่านี้เป็นศูนย์

nkπ=i=1nxink1π

π^=nki=1nx

    2

ส่วนที่สองคุณต้องใช้ทฤษฎีบทที่ ,เป็นข้อมูลที่ชาวประมงที่นี่ ดังนั้นการเบี่ยงเบนมาตรฐานของจะ1/2} หรือคุณเรียกว่าเป็นข้อผิดพลาดมาตรฐานเนื่องจากคุณใช้ CLT ที่นี่n(θ^θ)DN(0,1I(θ))I(θ)θ^[nI(θ)]1/2

ดังนั้นเราจำเป็นต้องคำนวณข้อมูลฟิชเชอร์สำหรับการแจกแจงแบบทวินามลบ

2log(P(x;π))π2=kπ2xk(1π)2

I(θ)=E(kπ2xk(1π)2)=kπ2+k(1π)(1π)2π

หมายเหตุ:สำหรับลบ binomial pmfE(x)=kπ

ดังนั้นข้อผิดพลาดมาตรฐานสำหรับ คือπ^[n(kπ2+k(1π)(1π)2π)]1/2

ลดความซับซ้อนที่เราได้รับเราได้รับse(π)=π2(π1)kn

    3

การแจกแจงเชิงเรขาคณิตเป็นกรณีพิเศษของการแจกแจงลบทวินามเมื่อ k = 1 หมายเหตุเป็นการกระจายเชิงเรขาคณิตπ(1π)x1

ดังนั้นตัวแปรทวินามลบสามารถเขียนเป็นผลรวมของตัวแปรสุ่ม k อิสระการกระจายตัว (เรขาคณิต) ที่เหมือนกัน

ดังนั้นโดยการแจกแจงทวินามลบของ CLT จะเป็นปกติประมาณถ้าพารามิเตอร์ k มีขนาดใหญ่พอ


1
โปรดอ่านหัวข้อที่ฉันสามารถถามเกี่ยวกับที่นี่? สำหรับคำถามที่ศึกษาด้วยตนเอง: แทนที่จะทำการบ้านของผู้คนเพื่อพวกเขาเราพยายามช่วยพวกเขาให้ทำด้วยตัวเอง
Scortchi - Reinstate Monica

2
คุณไม่จำเป็นต้องพิจารณาขนาดของกลุ่มตัวอย่างเมื่อคำนวณ MLE คุณอาจจะทำให้เกิดความสับสนในบัญชีของสังเกตอิสระแต่ละไม่มี ของการทดลองที่จำเป็นในการเข้าถึงความล้มเหลว ( ) โดยมีบัญชีของการสังเกตการณ์ครั้งเดียว ของการทดลองที่จำเป็นในการเข้าถึงความล้มเหลว ( ) อดีตให้ความน่าจะเป็นของ ; หลัง{} nnkx1,x2,,xnkni=1nπ(1π)xikπk(1π)nk
Scortchi - Reinstate Monica

1
คุณพูดถูกฉันมักสับสนในส่วนนี้ ขอบคุณมาก. ฉันยังถามคำถามมากมายในบอร์ดนี้ แต่ฉันหวังว่าผู้คนจะให้คำตอบอย่างละเอียดกับฉันได้จากนั้นฉันก็สามารถศึกษาได้ด้วยตัวเองทีละขั้นตอน
Deep North

ใช่. ฉันเข้าใจว่าทำไมกฎไม่ให้รายละเอียดมากเกินไป แต่คำตอบนี้รวมกับบันทึกย่อของฉันเองจากการบรรยายทำให้ฉันต้องผูกปลายหลวมมากมายเข้าด้วยกัน ฉันตั้งใจจะไปพูดกับอาจารย์ของฉันในวันนี้เกี่ยวกับเรื่องนี้เพื่อที่ฉันจะได้รับคำชี้แจงจากเขา มันเป็นวันศุกร์ที่นี่ตอนนี้ กำหนดส่งมอบวันจันทร์ตามที่ระบุไว้ข้างต้น เราเรียนรู้สิ่งนี้ในวันพุธและมีเพียงตัวอย่างเดียวที่ใช้การแจกแจงทวินาม ขอบคุณมากสำหรับรายละเอียด
Syzorr

มีข้อผิดพลาดบางประการในการทำงานของคุณที่นั่นเพราะฉัน (θ) = E [] ไม่ -E [] (ซึ่งทำให้ฉันสับสนจนกระทั่งฉันไปหาสมการที่คุณใช้) ในที่สุดก็จบลงด้วยการse(π)=π2(π1)kn
Syzorr
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.