Güncelleme : Birkaç yıllık gezinin yararı ile, benzer bir soruya yanıt olarak aslında aynı malzemenin daha özlü bir tedavisini kaleme aldım .
Güven Bölgesi Nasıl Oluşturulur
Güven bölgeleri oluşturmak için genel bir yöntemle başlayalım. Bir güven aralığı veya aralık kümesi vermek için tek bir parametreye uygulanabilir; ve daha yüksek boyutlu güven bölgeleri elde etmek için iki veya daha fazla parametreye uygulanabilir.
Biz gözlenen istatistik iddia parametrelerle bir dağılımından kaynaklanan , yani örnekleme dağılımınızın olası istatistikler üzerinde ve bir güven bölgesini aramaya olası değerlerin kümesinde . Bir yüksek Yoğunluk Bölgesi (HDR) tanımlayın: PDF'nin -HDR kendi alan bu destekleri olasılık en küçük alt grubudur . Theta'daki herhangi bir için -HDR'sini olarak belirtin . Sonra, için güven bölgesiDθs(d|θ)dθΘhhhs(d|ψ)Hψψ∈ΘhθD C D = { φ : D ∈ H φ } h, verileri verildiğinde kümesidir . Tipik bir değeri 0.95 olacaktır.DCD={ϕ:D∈Hϕ}h
Frekansçı Bir Yorum
Güvenilirlik alan önceki tanımından aşağıdaki
olan . Şimdi , benzer koşullar altında alınan çok sayıda ( hayali ) gözlemi hayal edin . yani s ( d | θ ) ' dan örneklerdir . Yana H θ destekler olasılık h PDF'nin s ( d | İçeride ISTV melerin RWMAIWi'nin ) , P ( D I ∈ H θ ) =d∈Hψ⟷ψ∈Cd
Cd={ϕ:d∈Hϕ}{ D i } D{Di}Ds(d|θ)Hθhs(d|θ)P(Di∈Hθ)=htümi için h . Bu nedenle, parça{Di} olanDi∈Hθ olanh . Ve böylece, yukarıda eşdeğerlik kullanılarak fraksiyonu{Di} olanθ∈CDi dah .
Bu, o zaman, için frequentist iddia nedir h güven bölgeye θ tutarındaki:
Hayali gözlem çok sayıda al {Di} örnekleme dağılımından s(d|θ) gözlenen istatistik yol açan D . Daha sonra, θ bir kısmını kaynaklanıyor h analog ama hayali güven bölgelerinin {CDi} .
Güven bölgesi CD nedenle olasılık hakkında herhangi iddialar içermeyecek θ yalanlar yerde! Sebebi bize üzerinden bir olasılık dağılımından söz sağlayan formüle edildikten içinde bir şey olmadığını basitçe θ . Yorum sadece üssü geliştirmeyen ayrıntılı bir üst yapıdır. Baz sadece s(d|θ) ve D , burada θ dağıtılmış bir miktar olarak görünmez ve bunu ele almak için kullanabileceğimiz hiçbir bilgi yoktur. θ üzerinden dağıtım yapmanın temel olarak iki yolu vardır :
- Doğrudan eldeki bilgilerden bir dağıtım atayın: p(θ|I) .
- θ ile başka bir dağıtılmış miktar arasında ilişki kurun : p(θ|I)=∫p(θx|I)dx=∫p(θ|xI)p(x|I)dx .
Her iki durumda da θ solda bir yerde görünmelidir. Frekansçılar her iki yöntemi de kullanamazlar, çünkü her ikisi de bir sapkınlık önceliği gerektirir.
Bayes manzarası
Bayes yapmak için en h güvenilirlik alan CD yeterlilik olmadan alındığında, sadece doğrudan yorumlanması: bu grubu olduğu ϕ olan D düşer h -HDR Hϕ örnekleme dağılımının s(d|ϕ) . Bize θ hakkında fazla bir şey söylemez ve işte bu yüzden.
D ve arka plan bilgileri I verilen θ∈CD olasılığı :
P ( θ ∈ C D | D I )DIP(θ∈CD|DI)=∫CDp(θ|DI)dθ=∫CDp(D|θI)p(θ|I)p(D|I)dθ
frequentist yorumlanması aksine biz hemen üzerinde bir dağılım talep ettiler, o Bildirimiθ. Arka plan bilgisiIörnekleme dağılımı olduğunu, daha önce olduğu gibi, bizes(d|θ):
P(θ∈CD|DI)i.e.P(θ∈CD|DI)=∫CDs(D|θ)p(θ|I)p(D|I)dθ=∫CDs(D|θ)p(θ|I)dθp(D|I)=∫CDs(D|θ)p(θ|I)dθ∫s(D|θ)p(θ|I)dθ
Şimdi bu ifade, genel olarak değerlendirmek olarak etmezhdemek ki,hgüven bölgesiCDzaman içermeyenθolasılığı ileh. Aslındahtamamen farklı olabilir. Hangi birçok ortak durumlar, ancak, vardıryoketmek değerlendirmekhgüven bölgeleri bizim olasılık sezgiseller genellikle tutarlıdır yüzden.
Örneğin, bu önce, ortak PDF varsayalım d ve θ olmasıyla simetriktir pd,θ(d,θ|I)=pd,θ(θ,d|I) . (Bu, açıkça aynı alanı üzerinde PDF aralıkları bu varsayımı içerir d ve θ Daha sonra, önceden ise). p(θ|I)=f(θ) , elimizdeki s(D|θ)p(θ|I)=s(D|θ)f(θ)=s(θ|D)f(D) . Dolayısıyla
P(θ∈CD|DI)i.e.P(θ∈CD|DI)=∫CDs(θ|D)dθ∫s(θ|D)dθ=∫CDs(θ|D)dθ
bildiğimiz bir HDR tanımından herhangi içinψ∈Θ
∫Hψs(d|ψ)ddand therefore that∫HDs(d|D)ddor equivalently∫HDs(θ|D)dθ=h=h=h
Bu nedenle, verilens(d|θ)f(θ)=s(θ|d)f(d),CD=HDimaP(θ∈CD|DI)=h. Önceki tatmin
CD=HD⟷∀ψ[ψ∈CD↔ψ∈HD]
Denkliği tepeye
yakın uygulama:
CD=HD⟷∀ψ[D∈Hψ↔ψ∈HD]
Bu nedenle, güven bölgesiCD içerenθ olasılığı ileh olası tüm değerleri için iseψ arasındaθ ,h arasında -HDRs(d|ψ) içerenD ancak ve ancakh -S ( d | D ) ' s(d|D) HDR'siψ içerir.
Şimdi simetrik ilişki D∈Hψ↔ψ∈HD tüm karşılanır ψ zaman s(ψ+δ|ψ)=s(D−δ|D) için tüm δ desteğini kapsayan s(d|D) ve s(d|ψ) . Bu nedenle aşağıdaki argümanı oluşturabiliriz:
- s(d|θ)f(θ)=s(θ|d)f(d) (öncül)
- ∀ψ∀δ[s(ψ+δ|ψ)=s(D−δ|D)] (öncül)
- ∀ψ∀δ[s(ψ+δ|ψ)=s(D−δ|D)]⟶∀ψ[D∈Hψ↔ψ∈HD]
- ∴∀ψ[D∈Hψ↔ψ∈HD]
- ∀ψ[D∈Hψ↔ψ∈HD]⟶CD=HD
- ∴CD=HD
- [s(d|θ)f(θ)=s(θ|d)f(d)∧CD=HD]⟶P(θ∈CD|DI)=h
- ∴P(θ∈CD|DI)=h
Diyelim bir 1-D, normal ortalama dağılım bir güven aralığı iddiayı örnek bir ortalama göz önüne alındığında, gelen ölçümleri. Biz ve , bu nedenle örnek dağılımı olduğu
Verileri almadan önce
hakkında hiçbir şey bilmediğimizi varsayalım (bu bir konum hariç) parametresini) girin ve bu nedenle önceden birörnek atayın: . Açıkçası şimdi , bu yüzden ilk öncül tatmin oldu. İzin Vermek(μ,σ)x¯nθ=μd=x¯s(d|θ)=n−−√σ2π−−√e−n2σ2(d−θ)2
θf(θ)=ks(d|θ)f(θ)=s(θ|d)f(d)s(d|θ)=g((d−θ)2) . (yani bu formda yazılabilir.) Sonra
bunun üzerine ikinci öncül karşılandı. Her iki bina gerçek olan sekiz maddelik argüman uçları bize bu olasılık sonucuna aralığı güven içinde yatıyor olduğunu !s(ψ+δ|ψ)=g((ψ+δ−ψ)2)=g(δ2)ands(D−δ|D)=g((D−δ−D)2)=g(δ2)so that∀ψ∀δ[s(ψ+δ|ψ)=s(D−δ|D)]
θCDh
Bu nedenle eğlenceli bir ironimiz var:
- Atar frequentist güven aralığını diyemeyiz o , ne kadar masum üniforma verileri birleştiren önce görünüyor.hP(θ∈CD)=hθ
- Bu şekilde bir güven aralığı olan Bayes , her nasılsa olduğunu bilir .hP(θ∈CD|DI)=h
Son Açıklamalar
Biz altında (yani iki binayı) olan durumları güven bölgesi gerçekten olasılık verim vermez o . Bir frekansçı ilk öncülde şaşkına dönecektir, çünkü önceden bir içerir ve bu tür bir anlaşma kırıcısı bir olasılık yolunda kaçınılmazdır. Ama bir Bayesci için kabul edilebilir --- hayır, çok önemli. Bu koşullar yeterli ancak gerekli değildir, bu nedenle Bayes altında pek çok durumlar vardır eşittir . Aynı şekilde , özellikle de ön bilgiler önemli olduğunda olduğu birçok durum vardır .hhθ∈CDθP(θ∈CD|DI)hP(θ∈CD|DI)≠h
Biz, sadece tutarlı bir Bayes gibi bir Bayes analizi uyguladık el altında bilgi verilmiş istatistik dahil . Ancak Bayesian, mümkünse, yöntemlerini ham ölçümlere --- yerine yerine uygulayacaktır . Çoğu zaman, ham verilerin özet istatistiklere daraltılması verilerdeki bilgileri yok eder; ve sonra özet istatistikler parametreleri hakkındaki orijinal veriler kadar iyi .D{xi}x¯Dθ