คำตอบนี้เน้นการตรวจสอบความสามารถในการประเมิน คุณสมบัติความแปรปรวนขั้นต่ำเป็นของการพิจารณารองของฉัน
เริ่มต้นด้วยสรุปข้อมูลในรูปแบบเมทริกซ์ของตัวแบบเชิงเส้นดังนี้
ที่E(ε)=0,Var(ε)=σ2I(เพื่อหารือเกี่ยวกับความสามารถในการประมาณค่า, ข้อสันนิษฐานทรงกลมนั้นไม่จำเป็น แต่เพื่อหารือเกี่ยวกับสมบัติ Gauss-Markov เราต้องสมมติความกลมกลืนของε)
Y: = ⎡⎣⎢⎢⎢Y1Y2Y3Y4⎤⎦⎥⎥⎥= ⎡⎣⎢⎢⎢1111010- 1- 1- 1- 1- 1⎤⎦⎥⎥⎥⎡⎣⎢θ1θ2θ3⎤⎦⎥+ ⎡⎣⎢⎢⎢ε1ε2ε3ε4⎤⎦⎥⎥⎥: = Xβ+ ε ,(1)
E( ε ) = 0 , Var ( ε ) = σ2ผมε
หากการออกแบบเมทริกซ์คือยศเต็มแล้วพารามิเตอร์เดิมβยอมรับที่ไม่ซ้ำกันอย่างน้อยสี่เหลี่ยมประเมินβ = ( X ' X ) - 1 X ' Y ดังนั้นใด ๆ พารามิเตอร์φกำหนดเป็นฟังก์ชันเชิงเส้นφ ( β )ของβคือนับถือในแง่ที่ว่ามันสามารถประมาณได้อย่างไม่น่าสงสัยโดยข้อมูลผ่านอย่างน้อยสี่เหลี่ยมประเมินβเป็นφ = P ' βXββ^= ( X'X)- 1X'Yφϕ ( β)ββ^φ^= p'β^
ความบอบบางเกิดขึ้นเมื่อไม่ได้อยู่ในอันดับเต็ม เพื่อให้มีการสนทนาอย่างถี่ถ้วนเราจะแก้ไขข้อสังเกตและข้อกำหนดก่อนด้านล่าง (ฉันทำตามแบบแผนของแนวทางที่ปราศจากการประสานงานกับโมเดลเชิงเส้นส่วนที่ 4.8 คำศัพท์บางคำดูเหมือนมีเทคนิคที่ไม่จำเป็น) นอกจากนี้การอภิปรายนำไปใช้กับรุ่นทั่วไปตรงY = X β + εกับX ∈ R n × kและβ ∈ R kXY= Xβ+ εX∈ Rn × kβ∈ Rk
- นานาถดถอยเป็นคอลเลกชันของเวกเตอร์เฉลี่ยเป็นแตกต่างกันมากกว่าR k :
M = { X β : β ∈ R k }βRk
M= { Xβ: β∈ Rk} .
- ทำงานพารา เป็นเชิงเส้นการทำงานของβ ,
φ ( β ) = P ' β = P 1 β 1 + ⋯ + P k β kϕ = ϕ ( β)β
ϕ ( β) = p'β= p1β1+ ⋯ + pkβk.
ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้นเมื่อไม่ใช่ฟังก์ชันการทำงานแบบพารามิเตอร์ทุกตัวที่ประมาณได้ϕ ( β ) แต่เดี๋ยวก่อนคำจำกัดความของคำที่ประเมินได้ทางเทคนิคคืออะไร? ดูเหมือนยากที่จะให้คำจำกัดความที่ชัดเจนโดยไม่รบกวนพีชคณิตเชิงเส้นเล็กน้อย คำจำกัดความหนึ่งซึ่งฉันคิดว่าเป็นสิ่งที่ใช้งานง่ายที่สุดมีดังต่อไปนี้ (จากแหล่งอ้างอิงเดียวกัน):อันดับ( X) < kϕ ( β)
นิยาม 1.พาราทำงานเป็นนับถือถ้ามันจะถูกกำหนดโดยไม่ซ้ำกันโดย X βในแง่ที่ว่า φ ( β 1 ) = φ ( β 2 )เมื่อใดก็ตามที่ β 1 , β 2 ∈ R k Satisfy X เบต้า1 = X β 2ϕ ( β)Xβϕ ( β1) = ϕ ( β2)β1, β2∈ RkXβ1= Xβ2
การตีความ. คำจำกัดความข้างต้นกำหนดว่าการทำแผนที่จากการถดถอยไปยังพื้นที่พารามิเตอร์ของϕจะต้องเป็นแบบหนึ่งต่อหนึ่งซึ่งรับประกันได้เมื่ออันดับ( X ) = k (เช่นเมื่อXเป็นแบบตัวต่อตัว) เมื่ออันดับ( X ) < kเรารู้ว่ามีอยู่β 1 ≠ β 2เช่นนั้นX β 1 = X β 2Mφอันดับ( X) = kXอันดับ( X) < kβ1≠ β2Xβ1= Xβ2. คำนิยามที่นับถือดังกล่าวข้างต้นในกฎระเบียบผลจากผู้ที่ขาดโครงสร้าง functionals ตัวแปรที่ส่งผลให้ค่าที่แตกต่างของตัวเองแม้จะมีค่าเดียวกันในซึ่งไม่ได้ให้ความรู้สึกเป็นธรรมชาติ ในทางตรงกันข้ามฟังก์ชันพาราเมตริกที่ประมาณได้ϕ ( ⋅ )จะอนุญาตให้เคสϕ ( β 1 ) = ϕ ( β 2 )กับβ 1 ≠ β 2ตราบเท่าที่เงื่อนไขX β 1 = X β 2สำเร็จMϕ ( ⋅ )ϕ ( β1) = ϕ ( β2)β1≠ β2Xβ1= Xβ2
มีเงื่อนไขอื่น ๆ ที่เทียบเท่าเพื่อตรวจสอบความสามารถในการประมาณค่าของฟังก์ชั่นพารามิเตอร์ที่กำหนดในการอ้างอิงเดียวกันข้อเสนอ 8.4
หลังจากการแนะนำพื้นฐานอย่างละเอียดแล้วเราจะกลับมาที่คำถามของคุณ
A. ตัวเองไม่นับถือสำหรับเหตุผลที่ยศ( X ) < 3ซึ่งเป็นรายละเอียดX β 1 = X β 2กับβ 1 ≠ β 2 แม้ว่าคำจำกัดความข้างต้นจะได้รับสำหรับฟังก์ชันสเกลาร์βอันดับ( X) < 3Xβ1= Xβ2β1≠ β2
B. ไม่สามารถประเมินได้ หากต้องการปัญญาให้พิจารณาβ 1 = ( 0 , 1 , 0 ) ′และβ 2 = ( 1 , 1 , 1 ) ′ซึ่งให้X β 1 = X β 2แต่ϕ 1φ1( β) = θ1+ θ3= ( 1 , 0 , 1 )'ββ1= ( 0 , 1 , 0 )'β2= ( 1 , 1 , 1 )'Xβ1= Xβ2 2φ1( β1) = 0 + 0 = 0 ≠ ϕ1( β2) = 1 + 1 = 2
C. สามารถประมาณได้ เพราะX β 1 = X β 2หมายถึงเล็กน้อยθ ( 1 ) 1 - θ ( 1 ) 3 = θ ( 2 ) 1 - θ ( 2 ) 3 , คือ, ϕφ2( β) = θ1- θ3= ( 1 , 0 , - 1 )'βXβ1= Xβ2θ( 1 )1- θ( 1 )3= θ( 2 )1- θ( 2 )3 )φ2( β1) = ϕ2( β2)
ดีเป็นยังนับถือ ที่มาจากX β 1 = X β 2ถึงϕ 3 ( β 1 ) = ϕ 3 ( β 2 )ก็เล็กน้อยφ3( β) = θ2= ( 0 , 1 , 0 )'βXβ1= Xβ2φ3( β1) = ϕ3( β2)
หลังจากที่ประมาณค่าได้มีการตรวจสอบมีทฤษฎีบท (โจทย์ 8.16 อ้างอิงเดียวกัน) อ้างว่า Gauss-มาร์คอฟทรัพย์สินของ ) ตามทฤษฎีบทนั้นส่วนที่สองของตัวเลือก C ไม่ถูกต้อง การประมาณแบบไม่เอนเอียงเชิงเส้นที่ดีที่สุดคือˉ Y = ( Y 1 + Y 2 + Y 3 + Y 4 ) / 4ตามทฤษฎีบทด้านล่างϕ ( β)Y¯= ( Y1+ Y2+ Y3+ Y4) / 4
ทฤษฎีบท. ให้เป็นนับถือพาราทำงานแล้วประมาณการที่เป็นกลางที่ดีที่สุดเชิงเส้น (aka, Gauss-มาร์คอฟกะ) คือ φ ( β )สำหรับการแก้ปัญหาใด ๆ βกับสมการปกติ X ' X β = X ' Yϕ ( β) = p'βϕ ( β^)β^X'Xβ^= X'Y
หลักฐานจะเป็นดังนี้:
พิสูจน์ แสดงให้เห็นว่าตรงไปตรงมาคำนวณว่าสมการปกติ
ซึ่งหลังจากเข้าใจง่าย เป็น
[ φ ( β ) θ 2 / 2 - φ
⎡⎣⎢40- 4020- 404⎤⎦⎥β^= ⎡⎣⎢10- 111- 110- 11- 1- 1⎤⎦⎥Y,
เช่นφ( β )= ˉ Y⎡⎣⎢⎢ϕ ( β^)θ^2/ 2- ϕ ( β^)⎤⎦⎥⎥= ⎡⎣⎢Y¯( Y2- Y4) / 4- Y¯⎤⎦⎥,
ϕ ( β^) = Y¯
ดังนั้นตัวเลือก D เป็นคำตอบที่ถูกต้องเท่านั้น
ภาคผนวก: การเชื่อมต่อของความสามารถในการประเมินและการระบุตัวตน
เมื่อตอนที่ผมอยู่ที่โรงเรียนเป็นเวลาสั้น ๆ ที่อาจารย์บอกว่าประมาณค่าพารามิเตอร์ของการทำงานสอดคล้องกับรูปแบบการ identifiability ฉันเอาการเรียกร้องนี้เพื่อรับแล้ว อย่างไรก็ตามการเทียบเคียงต้องถูกสะกดออกมาอย่างชัดเจนยิ่งขึ้นφ
ตามแบบจำลองทางสถิติของ AC Davison's p.144
นิยาม 2.รูปแบบตัวแปรซึ่งในแต่ละพารามิเตอร์สร้างการกระจายที่แตกต่างกันจะเรียกว่าสามารถระบุตัวตนθ
สำหรับโมเดลเชิงเส้นโดยไม่คำนึงถึงเงื่อนไขความกลมกลืนVar ( ε ) = σ 2 Iมันสามารถถูกปรับรูปแบบเป็น
E [ Y ] = X β ,( 1 )Var ( ε ) = σ2ผม
E[ Y] = Xβ,β∈ Rk.(2)
มันเป็นเช่นรูปแบบง่ายๆที่เราระบุไว้เพียงรูปแบบครั้งแรกของการตอบสนองเวกเตอร์Yเมื่ออันดับ( X ) = k , โมเดล( 2 )สามารถระบุได้ตั้งแต่β 1 ≠ β 2หมายถึงX β 1 ≠ X β 2 (คำว่า "การกระจาย" ในคำจำกัดความดั้งเดิมลดธรรมชาติเป็น "หมายถึง" ภายใต้โมเดล( 2 ) .)Yอันดับ( X) = k( 2 )β1≠ β2Xβ1≠ Xβ2( 2 )
ทีนี้สมมติว่าและฟังก์ชันพารามิเตอร์ที่กำหนดϕ ( β ) = p ′ βเราจะกระทบยอดคำจำกัดความที่ 1และคำจำกัดความที่ 2 ได้อย่างไร?อันดับ( X) < kϕ ( β) = p'β
เราสามารถแสดงให้เห็นว่า ("การพิสูจน์" เป็นเรื่องไม่สำคัญ) การประมาณค่าของเทียบเท่ากับแบบจำลอง( 2 )สามารถระบุได้เมื่อมันถูกกำหนดด้วยพารามิเตอร์ϕ = ϕ ( β) ) = p ′ β (เมทริกซ์การออกแบบXมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงตามลำดับ) ในการพิสูจน์สมมติว่าϕ ( β )สามารถประมาณได้ดังนั้นX β 1 = X β 2หมายถึงp ′ β 1ϕ ( β)( 2 )ϕ = ϕ ( β) = p'βXϕ ( β)Xβ1= Xβ2โดยความหมายนี้เป็น φ 1 = φ 2รุ่นด้วยเหตุนี้ ( 3 )สามารถระบุตัวตนเมื่อการจัดทำดัชนีที่มีφ ตรงกันข้ามรูปแบบสมมติ ( 3 )เพื่อให้สามารถระบุตัวตนว่า X เบต้า1 = X β 2หมายถึง φ 1 = φ 2ซึ่งเป็นนิด φ 1 ( β ) = φ 2 ( β )พี'β1= p'β2ϕ1=ϕ2(3)ϕ(3)Xβ1=Xβ2ϕ1=ϕ2ϕ1(β)=ϕ2(β)
โดยสังหรณ์ใจเมื่อถูกจัดอันดับให้ลดลงโมเดลที่มีβคือพารามิเตอร์ที่ซ้ำซ้อน (มีพารามิเตอร์มากเกินไป) ดังนั้นจึงเป็น reparametrization ที่ไม่ใช่มิติที่ต่ำกว่าซ้ำซ้อน (ซึ่งอาจประกอบด้วยชุดของฟังก์ชันเชิงเส้น) เป็นไปได้ การเป็นตัวแทนใหม่ดังกล่าวจะเกิดขึ้นเมื่อใด กุญแจสำคัญคือความสามารถในการประมาณค่าXβ
เพื่อแสดงข้อความข้างต้นลองพิจารณาตัวอย่างของคุณอีกครั้ง เราได้ตรวจสอบฟังก์ชั่นพาราเมทริกและϕ 3 ( β ) = θ 2สามารถประมาณได้ ดังนั้นเราสามารถเขียนแบบจำลองใหม่( 1 )ในแง่ของพารามิเตอร์ reparametrized ( ϕ 2 , ϕ 3 ) ′ดังนี้
E [ Y ] = [ 1 0 1 1 1 1ϕ2(β)=θ1−θ3ϕ3(β)=θ2(1)(ϕ2,ϕ3)′
E[Y]=⎡⎣⎢⎢⎢1111010−1⎤⎦⎥⎥⎥[ϕ2ϕ3]=X~γ.
X~γ
self-study
แท็กหรือบางคนจะเข้ามาและปิดคำถามของคุณ