Що це за компенсація дисперсії зміщення коефіцієнтів регресії та як це отримати?


9

У цій роботі ( Байєсівські умовиводи про варіаційні компоненти, що використовують лише контрасти помилок , Harville, 1974), автор стверджує бути "добре відомим співвідношення ", для лінійної регресії де

(y−Xβ)′H−1(y−Xβ)=(y−Xβ^)′H−1(y−Xβ^)+(β−β^)′(X′H−1X)(β−β^)
y=Xβ+ϵ,
ϵ∼N(0,H).

Як це добре відомо? Який найпростіший спосіб довести це?


1
Він знаходиться у Вікіпедії , дивіться там «виведення».
— user603

@ user603 Ви не проти зробити посилання зрозумілішим? Дякую!
— Сіббс Азартні ігри

@ user603 Вибачте, я не можу зрозуміти, як посилання вирішує проблему. Для мене, у моєму випадку, рівняння Var (y) = зміщення + ... Чи можете ви допрацювати?
— Сіббс Азартні ігри

4
@SibbsGambling Зауважте, що у вашому рівнянні є два доданки, пов'язані з дисперсією, у цій формулюванні зваженої лінійної регресії . Термін ліворуч пов'язаний з дисперсією навколо справжньої моделі (зважена матрицею точності ). Перший термін праворуч пов'язаний з дисперсією навколо приталених моделей. Другий член праворуч пов'язаний з квадратом зміщення. Це компромісне зміщення та зміщення. H−1
— EdM

Відповіді:


6

Останній член у рівнянні можна записати як

(Xβ−Xβ^)′H−1(Xβ−Xβ^).

У цій формі рівняння говорить щось цікаве. Припустимо, що позитивно визначений і симетричний, тому обернена. Тому ми можемо визначити внутрішній добуток , даючи нам геометрію. Тоді вищезгадана рівність по суті говорить про те, що H<x,y>H−1=x′H−1y

(Xβ−Xβ^)⊥(y−Xβ^).

Я хотів дати вам трохи інтуїції, оскільки коментатор вже залишив посилання на виведення.

Редагувати: Для нащадків

LHS:

(y−Xβ)′H−1(y−Xβ)=y′H−1y−2y′H−1Xβ+β′X′H−1Xβ=(A)−(B)+(C)

RHS:

(y−Xβ^)′H−1(y−Xβ^)+(β−β^)′(X′H−1X)(β−β^)
=y′H−1y−2y′H−1Xβ^+β^′X′H−1Xβ^+βX′H−1Xβ−2β^X′H−1Xβ+β^′X′H−1Xβ^=(A)−(D)+(E)+(C)−(F)+(E)

Відношення:

β^=(X′H−1X)−1X′H−1y

Підключивши відношення, ви можете показати, що (B) = (F), і що 2 (E) = (D). Все зроблено.


Вибачте, я не можу зрозуміти, як посилання вирішує проблему. Для мене, у моєму випадку, рівняння Var (y) = зміщення + ... Чи можете ви допрацювати?
— Сіббс азартні ігри

@SibbsGambling редагував мою відповідь, включаючи виведення.
— jlimahaverford

@jlimahaverford Ви не забули у кінці формули для ? yβ^
— Гумео

7

Вони досягають цієї ідентичності технікою, що називається заповненням квадрата. Ліва частина знаходиться у квадратичній формі, тому почніть з її множення

(y−Xβ)′H−1(y−Xβ)=y′H−1y−2y′H−1Xβ+β′X′H−1Xβ

продовжуйте, а потім перепишіть у вигляді . Алгебра є наче довгим, але гуглим, що завершує площу в байєсівській регресії, і ви можете знайти безліч підказок. Наприклад, дивіться вікіпедію про лінійну регресію Баєса та інші відповіді CrossValided щодо заповнення квадрата, як тут . β^=(X′H−1X)−1X′H−1y


2

Якщо ви знаєте свою матричну алгебру, то це можна зробити, множивши все, і переконавшись, що ви дійсно однакові з обох сторін. Це продемонстрував jlimahaverford.

Щоб мати змогу це зробити, вам потрібна формула для оцінки . Ми можемо отримати формулу аналогічним чином, як для лінійної регресії, коли у нас є некорельовані умови помилки. Хитрість полягає в стандартизації.β^

Ось деякі відомості про те, як стандартизувати RV, що надходить від багатоваріантного нормального розподілу. Припустимо, що у вас є позитивно визначена, так що ви можете факторізовать як . Тепер випадкова величина походить від розподілу . Тепер ми можемо використовувати цю хитрість для нашої проблеми, щоб знайти . Давайте факторізуются . У нас Тепер був стандартизований, таким, що

X∼N(μ,Σ).
ΣΣ=PPT
Y=P−1(X−μ)
N(0,I)β^H=PPT
y=Xβ+ϵP−1y=P−1Xβ+P−1ϵ
ϵcov(P−1ϵ)=I , тому тепер ми можемо трактувати це як просту модель множинної лінійної регресії, де: Отже, у нас є проблема з регресією: Формула для є Це ключ, який потрібно зробити це інше - алгебраїчна маніпуляція, продемонстрована в рішенні jlimahaverford.
X~=P−1X,y~=P−1yandϵ~=P−1ϵ.
y~=X~β+ϵ~
β^
β^=(X~TX~)−1X~Ty~=((P−1X)TP−1X)−1(P−1X)TP−1y=(XT(PPT)−1X)−1X(PPT)−1y=(XTH−1X)−1XH−1y
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.