Що відбувається зі співвідношенням ймовірності, коли збирається все більше даних?


11

Нехай f , g і h бути щільність і припустимо, що xi∼h , i∈N . Що відбувається зі співвідношенням ймовірності

∏i=1nf(xi)g(xi)
якn→∞? (Чи сходяться вони? До чого?)

Наприклад, ми можемо припустити h=g . Загальний випадок також представляє інтерес.



4
@ Сіань. Я думаю, що додавання цього запитання до SE дозволяє створювати з'єднання через запитання у відповіді. Незважаючи на те, що відповіді можуть бути подібними, питання у нього не однакові.
— Іоанн

1
Дякуємо за посилання Питання не є дублюючим, хоча відповіді на моє запитання можуть спричинити розбіжність Куллбека-Лейблера.
— Олів'є

Відповіді:


15

Якщо взяти логарифм цього продукту, і перетворює його в середнє ˉ r n=1

r=log⁡∏i=1nf(xi)g(xi)=∑i=1nlog⁡f(xi)g(xi)
застосовується закон великих чисел, отже, отримується майже впевнене зближення ˉ r n a.s. ⟶ Eh[logf(X)
r¯n=1n∑i=1nlog⁡f(xi)g(xi)
якщо цей інтеграл чітко визначений [зустрічні приклади легко підійти].
r¯n⟶a.s.Eh[log⁡f(X)g(X)]=∫Xlog⁡f(x)g(x)h(x)dx

Наприклад, якщо , г і ч є щільності для нормальних розподілів з засобом μ 1 , μ 2 , і нулю, відповідно, все з дисперсією одного, значення ∫ X лог - F ( х )fghμ1μ2 дорівнює ∫ X { ( x - μ 1 ) 2 - ( x - μ 2 2 ) }

∫Xlog⁡f(x)g(x)h(x)dx
∫X{(x−μ1)2−(x−μ22)}φ(x)dx=μ12−μ22.

Зауважимо також, що без усереднення добуток майже напевно сходиться до нуля (колиxi∼h(x)

∏i=1nf(xi)h(xi)
xi∼h(x)). Тоді як добуток майже напевно конвергується до нуля чи нескінченності залежно від того,gчиfближче доhу сенсі дивергенції Куллбека-Лейблера (колиxi∼h(x)
∏i=1nf(xi)g(xi)
gfhxi∼h(x)).

g=h

1
f=gf=hg≠hg=hf≠hf≠hf≠gg≠hfgh

h

1
r=nrn

0

Zn=∏inp(x)q(x)

Wn=1nlog(Zn)=1n∑inlog(p(x)q(x))
limn→∞Wn=Eq(x)[log(p(x)q(x))]=∫Xlog(p(x)q(x))q(x)dx

log(a)<a−1 ∀a>0 a≠1p(x)q(x)>0p(x)≠q(x)

Wn→∫Xlog(p(x)q(x))q(x)dx<∫X(p(x)q(x)−1)q(x)dx=∫Xp(x)dx−∫Xq(x)dx=1−1=0
limn→∞Wn<0⟹limn→∞1nlog(Zn)<0⟹limn→∞n⋅1nlog(Zn)=−∞⟹limn→∞log(Zn)=−∞⟹limn→∞Zn=0 ◼

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.