Почему информационная матрица Фишера является положительной полуопределенной?


18

Пусть . Информационная матрица Фишера определяется как:θ∈Rn

I(θ)i,j=−E[∂2log⁡(f(X|θ))∂θi∂θj|θ]

Как я могу доказать, что информационная матрица Фишера является положительной полуопределенной?


7
Разве это не ожидаемая ценность внешнего произведения партитуры с самим собой?
— Нил Г

Ответы:


19

Проверьте это: http://en.wikipedia.org/wiki/Fisher_information#Matrix_form

Из определения мы имеем

яяJзнак равноЕθ[(∂яжурнал⁡еИкс|Θ(Икс|θ))(∂Jжурнал⁡еИкс|Θ(Икс|θ))],
для, в котором. Ваше выражение дляследует из этого в условиях регулярности.я,Jзнак равно1,...,К∂язнак равно∂/∂θяяяJ

Для ненулевой вектор Uзнак равно(U1,...,UК)⊤∈рN , то из линейности в надежде , что

∑i,j=1kuiIijuj=∑i,j=1k(uiEθ[(∂ilog⁡fX∣Θ(X∣θ))(∂jlog⁡fX∣Θ(X∣θ))]uj)=Eθ[(∑i=1kui∂ilog⁡fX∣Θ(Икс|θ))(ΣJзнак равно1КUJ∂Jжурнал⁡еИкс|Θ(Икс|θ))]знак равноЕθ[(Σязнак равно1КUя∂яжурнал⁡еИкс|Θ(Икс|θ))2]≥0,

Если это компонентное обозначение слишком уродливо, обратите внимание, что информационная матрица Фишера H=(Iij) может быть записана как H=Eθ[SS⊤] , в которой вектор S оценок определяется как

S=(∂1log⁡fX∣Θ(X∣θ),…,∂klog⁡fX∣Θ(X∣θ))⊤.

Следовательно, мы имеем однострочник

U⊤ЧАСUзнак равноU⊤Еθ[SS⊤]Uзнак равноЕθ[U⊤SS⊤U]знак равноЕθ[||S⊤U||2]≥0.


3
(+1) Хороший ответ и добро пожаловать обратно, дзен. Я забеспокоился, что мы могли бы навсегда потерять тебя, учитывая продолжительность твоего перерыва. Это было бы настоящим позором!
— кардинал

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.