Порівняння між оцінками Байєса


9
  1. Розглянемо квадратичну втрату , з попередньо заданим де . Нехай ймовірність. Знайдіть оцінку Байєса .L(θ,δ)=(θδ)2π(θ)π(θ)U(0,1/2)f(x|θ)=θxθ1I[0,1](x),θ>0δπ

  2. Розглянемо зважені квадратичні втрати де з попереднім . Нехай - вірогідність. Знайдіть оцінку Байєса .Lw(θ,δ)=w(θ)(θδ)2w(θ)=I(,1/2)π1(θ)=I[0,1](θ)f(x|θ)=θxθ1I[0,1](x),θ>0δ1π

  3. Порівняйте іδπδ1π

Спочатку я помітив, що , і я припустив, що така ймовірність, інакше я не отримаю жодної задньої, то тому оцінка Байєса щодо квадратичних втрат є f(x|θ)Beta(θ,1)

π(θ|x)f(x|θ)π(θ)=θxθ1I[0,1]2I(0,1/2)(θ)Beta(θ,1)
E[π(θ|x)]=θθ+1

Я дивлюся в книзі «Байєсівський вибір» і є теорема про оцінку Байєса, пов’язану з зваженим квадратичним втратою, і вона задана

δπ(x)=Eπ[w(θ)θ|x]Eπ[w(θ)|x]

Чи може хтось мені пояснити, як я це обчислюю?

Що я спробував:

δπ(x)=θw(θ)f(x|θ)π(θ)dθw(θ)f(x|θ)π(θ)dθf(x|θ)π(θ)dθw(θ)f(xθ)π(θ)dθ

Я знаю, що підтримка є , але коли я намагався інтегруватися в чисельник[0,12]

θw(θ)f(x|θ)π(θ)dθ=012θθxθ1dθ=1x012θ2xθdθ

Я не отримую хороших результатів.


1
Чи не є тут негативним? w(θ)
Juho Kokkala

3
Я не розумію вашого зауваження про "тільки для невід'ємного", оскільки (1) функція втрати ніколи не стане негативною і (2) ваша функція втрати в будь-якому разі не може бути негативною. w(θ)
whuber

@whuber Gosh, тепер я зрозумів свою ідіотичність, я дивився на підтримку індикатора

Відповіді:


7

По-перше, зауважте, що я виправив оригінальне формулювання питання wrt індикатора у ваших визначеннях вірогідності, оскільки вони повинні бути функціями not . Звідси ймовірність яка чітко інтегрується в одне:xθ

f(x)=θxθ1I[0,1](x)
01θxθ1dx=1

По-друге, posterior in не є функцією Beta, оскільки, як вказує Greenparker Через обмеження за значеннями це не є також гамма-розподілом, а усіченням гамма-розподілу.θ

π(θ|x)I[0,1/2](θ)θxθ1I[0,1/2](θ)θexp{log(x)θ}
θ

Звідси оцінювач Байєса - це заднє очікування який, можливо, вимагає використання неповної функції Gamma, але який може бути отриманий у закритому вигляді шляхом інтеграції по частині: з тих пір

E[θ|x]=01/2θ×θexp{log(x)θ}dθ/01/2θexp{log(x)θ}dθ=01/2θ2exp{log(x)θ}dθ/01/2θexp{log(x)θ}dθ
01/2θkexp{αθ}dθ=1α[θkexp{αθ}]01/2+kα01/2θk1exp{αθ}dθ
01/2exp{αθ}dθ=1exp{α/2}α

Останнє, як зазначено в моїй книзі , насправді мінімізація в рівнозначна мінімізації в що саме по собі еквівалентно мінімізації в що означає заміну початкового попереднього на новий попередній яку потрібно перенормувати на щільність, тобто δ

w(θ)(θδ)2π(θ|x)dθ
δ
w(θ)(θδ)2π(θ)f(x|θ)dθ
δ
(θδ)2w(θ)π(θ)f(x|θ)dθ
πw(θ)π(θ)
π1(θ)=w(θ)π(θ)/w(θ)π(θ)dθ

6

Ваша відповідь щодо частини втрати помилки в квадраті неправильна.

π(θ|x)f(x|θ)π(θ)=2θxθ1I(0,1/2)(θ).

Це розподіл в , а не в , а випадкова змінна в задній частині - . Отже, ваша відповідь невірна, і правильною відповіддю було б заднє середнє для цього розподілу.Beta(θ,1)xθθ

У другій частині

(Попередньою функцією зваженого збитку є але ви позначаєте її як . Я перемикаю нотацію назад на .)π1ππ1

Нехай , де - константа нормалізації. Вам потрібно розрахуватиπ(θ)=cw(θ)π1(θ)c

δπ1(x)=Eπ1[w(θ)θ|x]Eπ1[w(θ|x)]=w(θ)θf(x|θ)π1(θ)dθw(θ)f(x|θ)π1(θ)dθ=θf(x|θ)π(θ)dθf(x|θ)π(θ)dθ=Eπ[θ|x]

Таким чином, для функції втрат найменше зважених квадратів теорема говорить, що оцінка Байєса є задньою середньою по відношенню до іншого попереднього. Попереднє

π(θ)w(θ)π1(θ).

Константа нормалізації - .θw(θ)π(θ)dθ=Eπ1[w(θ)]

Eπ1[w(θ)]=01/2I0,1(θ)d(θ)=12.

Отже, пріоритет є . Це те саме, що ви мали у першому запитанні.π(θ)=2I(0,1/2)(θ)

Таким чином, відповідь на сценарії (якими б вони не були) буде однаковою. Ви можете знайти інтеграл тут . Хоча, можливо, буде достатньо правильної форми відповіді, а не заповнення інтеграла.

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.