การแลกเปลี่ยนความแปรปรวนแบบอคติสำหรับสัมประสิทธิ์การถดถอยคืออะไรและทำอย่างไรจึงจะได้มา


9

ในบทความนี้ ( การอนุมานแบบเบย์สำหรับส่วนประกอบความแปรปรวนโดยใช้ข้อผิดพลาดเฉพาะฮาร์วิลล์ 2517) ผู้เขียนอ้างว่า เป็น "ที่รู้จักกันดี ความสัมพันธ์ ", สำหรับการถดถอยเชิงเส้น ที่ \ epsilon \ sim \ mathcal {N} (0, H)

(y−Xβ)′H−1(y−Xβ)=(y−Xβ^)′H−1(y−Xβ^)+(β−β^)′(X′H−1X)(β−β^)
y=Xβ+ϵ,
ϵ∼N(0,H).

สิ่งนี้เป็นที่รู้จักกันดีอย่างไร วิธีที่ง่ายที่สุดในการพิสูจน์สิ่งนี้คืออะไร?


1
มันอยู่ในวิกิพีเดียดู 'ได้รับ' ที่นั่น
— user603

@ user603 คุณต้องการทำให้การเชื่อมโยงชัดเจนขึ้นหรือไม่? ขอบคุณ!
— การพนัน Sibbs

@ user603 ขออภัยฉันไม่เห็นจริงๆว่าลิงก์แก้ปัญหาได้อย่างไร สำหรับฉันในกรณีของฉันสมการคือ Var (y) = bias + ... คุณอธิบายได้ไหม?
— การพนัน Sibbs

4
@SibbsGambling ทราบว่าสมการของคุณมีสองแง่แปรปรวนที่เกี่ยวข้องในการกำหนดนี้การถดถอยเชิงเส้นถ่วงน้ำหนัก คำทางซ้ายเกี่ยวข้องกับความแปรปรวนรอบตัวแบบจริง (ถ่วงน้ำหนักด้วยเมทริกซ์ความแม่นยำ ) เทอมแรกทางด้านขวาสัมพันธ์กับความแปรปรวนของโมเดลที่ติดตั้งไว้ ระยะที่สองทางด้านขวาสัมพันธ์กับกำลังสองของความเอนเอียง นั่นคือความแปรปรวน -bias tradeoff H−1
— EdM

คำตอบ:


6

คำสุดท้ายในสมการสามารถเขียนเป็น

(Xβ−Xβ^)′H−1(Xβ−Xβ^).

ในรูปแบบนี้สมการกำลังพูดอะไรที่น่าสนใจ สมมติว่าเป็นค่าบวกแน่นอนและสมมาตรดังนั้นมันจึงกลับกัน ดังนั้นเราสามารถกำหนดผลิตภัณฑ์ภายในให้เราเรขาคณิต จากนั้นความเท่าเทียมกันที่กล่าวมาก็คือ H<x,y>H−1=x′H−1y

(Xβ−Xβ^)⊥(y−Xβ^).

ฉันต้องการให้สัญชาตญาณของคุณเล็กน้อยเพราะผู้แสดงความคิดเห็นได้ทิ้งลิงค์ไปยังแหล่งที่มา

แก้ไข: สำหรับลูกหลาน

LHS:

(y−Xβ)′H−1(y−Xβ)=y′H−1y−2y′H−1Xβ+β′X′H−1Xβ=(A)−(B)+(C)

RHS:

(y−Xβ^)′H−1(y−Xβ^)+(β−β^)′(X′H−1X)(β−β^)
=y′H−1y−2y′H−1Xβ^+β^′X′H−1Xβ^+βX′H−1Xβ−2β^X′H−1Xβ+β^′X′H−1Xβ^=(A)−(D)+(E)+(C)−(F)+(E)

ความสัมพันธ์:

β^=(X′H−1X)−1X′H−1y

คุณสามารถแสดงให้เห็นว่า (B) = (F) และ 2 (E) = (D) ทุกอย่างเสร็จเรียบร้อย.


ขออภัยฉันไม่เห็นจริงๆว่าลิงก์แก้ปัญหาได้อย่างไร สำหรับฉันในกรณีของฉันสมการคือ Var (y) = bias + ... คุณอธิบายได้ไหม?
— การพนัน Sibbs

@SibbsGambling แก้ไขคำตอบของฉันรวมถึงที่มา
— jlimahaverford

@jlimahaverford คุณไม่ลืมในตอนท้ายของสูตรสำหรับใช่ไหม yβ^
— Gumeo

7

พวกเขามาถึงตัวตนนี้ด้วยเทคนิคที่เรียกว่าการทำตารางให้สมบูรณ์ ด้านซ้ายมืออยู่ในรูปกำลังสองดังนั้นเริ่มจากการคูณมันออกมา

(y−Xβ)′H−1(y−Xβ)=y′H−1y−2y′H−1Xβ+β′X′H−1Xβ

ดำเนินการต่อแล้วเขียนในแง่ของ Y พีชคณิตนั้นยาวมาก แต่ googling เติมสี่เหลี่ยมในการถดถอยแบบเบย์และคุณจะพบคำใบ้มากมาย ตัวอย่างเช่นดูวิกิพีเดียในคชกรรมถดถอยเชิงเส้นและคำตอบ CrossValided อื่น ๆ เกี่ยวกับการกรอกตารางเหมือนที่นี่ β^=(X′H−1X)−1X′H−1y


2

หากคุณรู้ว่าพีชคณิตเมทริกซ์ของคุณนี่ควรจะทำได้โดยการคูณทุกอย่างออกมาและตรวจสอบว่าคุณมีทั้งสองด้านเหมือนกัน นี่คือสิ่งที่ jlimahaverford แสดงให้เห็น

เพื่อให้สามารถทำเช่นนี้คุณต้องสูตรสำหรับประมาณการของเบต้า} เราสามารถหาสูตรในลักษณะที่คล้ายคลึงกับการถดถอยเชิงเส้นเมื่อเรามีข้อผิดพลาดที่ไม่เกี่ยวข้องกัน เคล็ดลับคือการสร้างมาตรฐานβ^

นี่คือข้อมูลบางส่วนเกี่ยวกับวิธีสร้างมาตรฐาน RV ที่มาจากการแจกแจงแบบหลายตัวแปรปกติ สมมติว่าคุณมี เป็นบวกที่ชัดเจนเพื่อให้คุณสามารถ factorize เป็น T ตอนนี้ตัวแปรสุ่ม มาจากการกระจายI) ตอนนี้เราสามารถใช้เคล็ดลับนี้สำหรับปัญหาของเราเพื่อค้นหาเบต้า} Let 's Factorize T เรามี Nowได้รับมาตรฐานเช่นนั้น

X∼N(μ,Σ).
ΣΣ=PPT
Y=P−1(X−μ)
N(0,I)β^H=PPT
y=Xβ+ϵP−1y=P−1Xβ+P−1ϵ
ϵcov(P−1ϵ)=Iดังนั้นตอนนี้เราจึงสามารถปฏิบัติต่อสิ่งนี้เป็นรูปแบบการถดถอยเชิงเส้นแบบง่าย ๆ โดยที่: ดังนั้นเราจึงมีปัญหาการถดถอย: สูตรสำหรับคือ นี่คือกุญแจที่ต้องทำ นี่คือการจัดการพีชคณิตที่แสดงให้เห็นในการแก้ปัญหาโดย jlimahaverford
X~=P−1X,y~=P−1yandϵ~=P−1ϵ.
y~=X~β+ϵ~
β^
β^=(X~TX~)−1X~Ty~=((P−1X)TP−1X)−1(P−1X)TP−1y=(XT(PPT)−1X)−1X(PPT)−1y=(XTH−1X)−1XH−1y
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.