Какие распределения имеют замкнутые решения для оценки максимального правдоподобия?


Ответы:


25

Без какой-либо заметной потери общности мы можем предположить, что плотность вероятности (или масса) для любого наблюдения (из наблюдений) строго положительна, что позволяет нам записать ее как экспоненциальнуюе(Икся)ИксяN

е(Икся)знак равноехр⁡(грамм(Икся,θ))

для вектора параметров .θзнак равно(θJ)

Приравнивая градиент логарифмической функции правдоподобия к нулю (который находит стационарные точки правдоподобия, среди которых будут все внутренние глобальные максимумы, если таковые существуют), дает набор уравнений вида

Σяdграмм(Икся,θ)dθJзнак равно0,

один для каждого . Для любого из них , чтобы иметь готовое решение, мы хотели бы, чтобы иметь возможность отделить условия от условий . (Все вытекает из этой ключевой идеи, мотивированной принципом математической лени : выполняйте как можно меньше работы; думайте заранее, прежде чем вычислять; сначала займитесь простыми версиями сложных задач.) Самый общий способ сделать это - взять уравнения формаJИксяθ

Σя(ηJ(θ)τJ(Икся)-αJ(θ))знак равноηJ(θ)ΣяτJ(Икся)-NαJ(θ)

для известных функций ηJ , τJ и αJ , для которых решение получается путем решения уравнений уравнения

NαJ(θ)ηJ(θ)знак равноΣяτJ(Икся)

для . В общем случае их будет трудно решить, но при условии, что набор значений даст полную информацию о , мы могли бы просто используйте этот вектор вместо самой (таким образом, несколько обобщая идею решения "закрытой формы", но с высокой производительностью). В таком случае интегрирование по дает( n α j ( θ )θθθθj(NαJ(θ)ηJ(θ))θ θθJ

грамм(Икс,θ)знак равноτJ(Икс)∫θηJ(θ)dθJ-∫θαJ(θ)dθJ+В(Икс,θJ')

(где обозначает все компоненты кроме ). Поскольку левая часть функционально не зависит от , мы должны иметь это для некоторой фиксированной функции ; что вообще не должен зависеть от ; и являются производными некоторой функции а являются производными некоторой другой функции , причем обе они функционально независимы от данных. Откуда & thetas ; & thetas ; J & thetas ; J τ J ( х ) = Т ( х ) Т Б & thetas ; п J Н ( & thetas ; ) α J ( & thetas ; )θJ'θθJθJτJ(Икс)знак равноТ(Икс)ТВθηJЧАС(θ)αJA(θ)

грамм(Икс,θ)знак равноЧАС(θ)Т(Икс)-A(θ)+В(Икс),

Плотности, которые можно записать в этой форме, составляют известную семью Купмана-Питмана-Дармуа , или экспоненциальную семью. Он включает в себя важные параметрические семейства, как непрерывные, так и дискретные, в том числе гамма, нормаль, хи-квадрат, пуассон, мультиномиал и многие другие .


А для тех, у кого нет закрытых форм, мы могли бы использовать алгоритм EM. Например, рассмотрим модель Пуассона с нулевым давлением: stats.stackexchange.com/questions/32133/…
— Дэмиен

0

Я не знаю, смогу ли я перечислить их все. На ум приходят экспоненциальные, нормальные и биномиальные, и все они попадают в класс экспоненциальных семейств. Экспоненциальное семейство имеет достаточную статистику по экспоненте, и mle часто является хорошей функцией этой достаточной статистики.


8
Этот вопрос невероятно широк, но кажется, что OP, возможно, спрашивает, что характеризует дистрибутив, который имеет решение MLE в закрытой форме, а не запрашивает исчерпывающий список. В любом случае, исчерпывающий список даже невозможен.
— Макро

2
Это не всегда «хорошая функция», например, достаточная статистика бета-распределения , из которого требуются численные методы для поиска параметров формы и . [журнал⁡Иксжурнал⁡(1-Икс)]Тaб
— Нейл Дж

Спасибо Нил за указание на это. Я думаю, что не все экспоненциальные семейные распределения имеют решения в замкнутой форме.
— Майкл Р. Черник
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.