MLE ของ


10

สมมติว่ามี pdf(X,Y)

fθ(x,y)=e(x/θ+θy)1x>0,y>0,θ>0

ความหนาแน่นของตัวอย่างดึงมาจากประชากรนี้จึงเป็น(X,Y)=(Xi,Yi)1in

gθ(x,y)=i=1nfθ(xi,yi)=exp[i=1n(xiθ+θyi)]1x1,,xn,y1,,yn>0=exp[nx¯θθny¯]1x(1),y(1)>0,θ>0

ตัวประมาณโอกาสสูงสุดของสามารถได้รับเป็นθ

θ^(X,Y)=X¯Y¯

ฉันต้องการทราบว่าการ จำกัด การกระจายของ MLE นี้เป็นปกติหรือไม่

เป็นที่ชัดเจนว่าเป็นสถิติที่เพียงพอสำหรับตามกลุ่มตัวอย่างคือY)θ(X¯,Y¯)

ตอนนี้ฉันจะได้กล่าวว่า MLE เป็นอาการปกติโดยไม่ต้องสงสัยถ้ามันเป็นสมาชิกของตระกูลเลขชี้กำลังหนึ่งพารามิเตอร์แบบปกติ ฉันไม่คิดว่าเป็นเช่นนั้นส่วนหนึ่งเป็นเพราะเรามีสถิติเพียงพอสองมิติสำหรับพารามิเตอร์หนึ่งมิติ (เช่นในการแจกแจง )N(θ,θ2)

การใช้ความจริงที่ว่าและเป็นตัวแปรเอกซ์โปเนนเชียลที่เป็นอิสระฉันสามารถแสดงให้เห็นว่าการกระจายที่แน่นอนของเป็นเช่นนั้นXYθθ^

θ^θ=dF, where FF2n,2n

ฉันไม่สามารถดำเนินการต่อเพื่อค้นหาการ จำกัด การกระจายจากที่นี่

ฉันสามารถโต้เถียงโดย WLLN ที่และดังนั้น .X¯PθY¯P1/θ θθ^Pθ

นี้จะบอกฉันว่าลู่ในการกระจายไปยัง\แต่นี้ไม่ได้มาเป็นแปลกใจตั้งแต่เป็น 'ดี' ประมาณการของ\และผลลัพธ์นี้ไม่แข็งแรงพอที่จะสรุปได้ว่ามีอะไรบางอย่างเช่น asymptotically ปกติหรือไม่ ฉันไม่สามารถหาข้อโต้แย้งที่สมเหตุสมผลโดยใช้ CLT ได้θ^θ θ θθ^θn(θ^θ)

ดังนั้นคำถามยังคงอยู่ว่าการกระจายตัวของผู้ปกครองที่นี่ตรงตามเงื่อนไขปกติหรือไม่สำหรับการ จำกัด การกระจายของ MLE ให้เป็นปกติ


สังเกตุว่ามันใกล้เคียงกับปกติมาก คุณอาจพบว่าการตั้งค่าเป็นง่ายขึ้น(เป็นเพียงตัวประกอบสเกล) แล้วพิจารณาว่าการกระจายของสแควร์รูทของอัตราส่วนของค่าเฉลี่ยตัวอย่างหมายถึงตัวแปรสุ่มแบบเอ็กซ์โพเนนเชียล iid เป็นแบบปกติ การใช้วิธีเดลต้าสิ่งนี้สอดคล้องกับการกระจายตัวของอัตราส่วนของค่าเฉลี่ยตัวอย่างของตัวแปรสุ่มแบบเอกซ์โพเนนเชียลของ iid ซึ่งเป็นแบบปกติเชิงเส้นกำกับ และนั่นก็สอดคล้องกับการกระจายตัวของอัตราส่วนของตัวแปรสุ่ม iid แกมมาสองตัวที่เป็นปกติแบบไม่แสดงอาการเมื่อพารามิเตอร์รูปร่างเพิ่มขึ้น 1θ1
เฮนรี่

ความเป็นเชิงบรรทัดฐานของ MLEs นั้นไม่เกี่ยวอะไรกับตระกูลเอ็กซ์โปเนนเชียล อย่างสังหรณ์ใจเพื่อให้ความมั่นใจเชิงบรรทัดฐานของ asymptotic คุณต้องทำให้แน่ใจว่าไม่มีโอกาสที่วิธีแก้ปัญหาจะอยู่ใกล้กับขอบเขตของพื้นที่พารามิเตอร์
whuber

@whuber เท่าที่ฉันรู้ไฟล์ PDF ที่เป็นสมาชิกของตระกูล exponential แบบบัญญัติซึ่งมักจะมี MLEs ที่เป็นแบบปกติเชิงเส้นกำกับ (ไม่ใช่ว่าเป็นเพราะครอบครัว exp) นั่นคือการเชื่อมต่อที่ฉันพยายามชี้ให้เห็น
StubbornAtom

1
ขวา: แต่การเชื่อมต่อเป็นวิธีเดียว ผลลัพธ์เชิง asymptotic สำหรับ MLE นั้นกว้างกว่ามากและดังนั้นฉันจึงพยายามแนะนำว่าการมองไปในทิศทางทั่วไปแทนที่จะมุ่งเน้นไปที่คุณสมบัติของตระกูลเอกซ์โปเนนเชียลอาจเป็นการสอบถามที่มีประโยชน์มากกว่า
whuber

หลักฐานการใช้ CLT หลายตัวแปรและวิธีเดลต้ายังเป็นไปได้ที่จะทำที่นี่
StubbornAtom

คำตอบ:


3

หลักฐานโดยตรงสำหรับภาวะปกติเชิงซีมโทติค:

โอกาสในการบันทึกที่นี่คือ

L=nx¯θθny¯

อนุพันธ์อันดับหนึ่งและสองคือ

Lθ=nx¯θ2ny¯,2Lθ2=2nx¯θ3

MLEน่าพอใจθ^n

L(θ^n)θ=0

ใช้การขยายค่าเฉลี่ยรอบค่าที่แท้จริงเรามีθ0

L(θ^n)θ=L(θ0)θ+2L(θ~n)θ2(θ^nθ0)=0

สำหรับบางในระหว่างและ\เรามีการจัดการใหม่θ~n θ nθ0θ^nθ0

(θ^nθ0)=(2L(θ~n)θ2)1L(θ0)θ

แต่ในกรณีพารามิเตอร์เดียวของเราการผกผันเป็นเพียงส่วนกลับดังนั้นการแทรกการแสดงออกเฉพาะของอนุพันธ์

(θ^nθ0)=θ~n32nx¯(nx¯θ02ny¯)

n(θ^nθ0)=θ~n32x¯θ02n(x¯θ02y¯)

n(θ^nθ0)=θ~n32x¯θ02(n1/2i=1n(xiθ02yi))

ความแปรปรวนของผลรวมคือ

Var(i=1n(xiθ02yi))=2nθ02

จัดการการแสดงออกที่เราสามารถเขียนโดยใช้สำหรับผลรวมขององค์ประกอบ iidSn

n(θ^nθ0)=(θ~n32x¯θ0)i=1n(xiθ02yi)n2θ0

n(θ^nθ0)=(θ~n32x¯θ0)SnVar(Sn)

มากกว่าที่เรามีที่ ดังนั้น 0 ดังนั้นเราจึงมีเนื้อหาของ CLT แบบคลาสสิกและเราสามารถตรวจสอบได้ว่าสภาพของ Lindeberg นั้นน่าพึงพอใจ มันติดตามว่าE(xiθ02yi)=0E(Sn)=0

SnVar(Sn)dN(0,1)

เนื่องจากความสอดคล้องของตัวประมาณเราจึงมี

(θ~n32x¯θ0)pθ02

และโดยทฤษฎีของ Slutsky เราก็มาถึง

n(θ^nθ0)dN(0,θ02/2)

ดี ข้อมูลสองเท่าครึ่งของความแปรปรวน (เทียบกับกรณีที่เราจะประมาณตามตัวอย่างจากตัวแปรสุ่มเดียว)θ0

PS:ความจริงที่ว่าในนิพจน์ข้างต้นปรากฏในตัวส่วนชี้ไปที่ความคิดเห็นของ @ whuber ที่ความเป็นมาตรฐานเชิงเส้นกำกับของ MLE ต้องการพารามิเตอร์ที่ไม่รู้จักอยู่ห่างจากขอบเขตของพื้นที่พารามิเตอร์ (ในกรณีของเราห่างจากศูนย์)θ0


ขออภัยสำหรับการตอบกลับปลาย. ตลอดเวลาที่ฉันไตร่ตรองว่านี่เป็นครอบครัวเอ็กซ์โพเนนเชียลแบบโค้งหรือไม่ดังนั้น MLE อาจทำงานแตกต่างกัน
StubbornAtom

1
@StubbornAtom Asymptotic ภาวะปกติจะหายไปอย่างแน่นอนเมื่อพารามิเตอร์ภายใต้การประเมินอยู่ในขอบเขตของพารามิเตอร์
Alecos Papadopoulos
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.