伯努利模型的極大似然估計和貝葉斯估計
定義隨機變數A為一次伯努利試驗的結果,A的取值為[0,1],概率分佈為P(A):P(A=1)=θP(A=0)=1−θ下面分別使用極大似然估計和貝葉斯估計來估計θ。
- 極大似然估計
L(θ)=i=1∏nP(Ai)=θk(1−θ)n−k
Ai代表第i次隨機試驗
logL(θ)=logi=1∏nP(Ai)=logθk+log(1−θ)n−k=klogθ+(n−k)log(1−θ)
對公式兩邊同時求導,並求當導數等於零時的θ值,如下
∂θ∂L(θ)=k⋅θ1+(n−k)⋅1−θ−1
令∂θ∂L(θ)=0,可得θ=nk。此時θ滿足θ=θargmaxL(θ)。
- 貝葉斯估計
P(θ∣A1,A2,…,An)=P(A1,A2,…,An)P(A1,A2,…,An∣θ)⋅π(θ)
根據觀察到的結果修正θ,也就是假設θ是隨機變數,θ服從β分佈,有很多可能取值,我們要取的值是在已知觀察結果的條件下使θ出現概率最大的值。
θ=θargmaxP(A1,A2,…,An∣θ)⋅P(θ)=θargmax∏P(Ai∣θ)P(θ)=θargmaxθk(1−θ)n−kθa−1(1−θ)b−1
求解同上,得θ=n+(a−1)+(b−1)k+(a−1),其中a,b是β分佈中的引數β(θ;a,b)=Cθa−1(1−θ)b−1,C為常數,選定a,b後就可以確定θ。
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