Confronto tra gli stimatori di Bayes


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  1. Considera la perdita quadratica , con il precedente dato dove . Sia la probabilità. Trova lo stimatore di Bayes .L(θ,δ)=(θδ)2π(θ)π(θ)U(0,1/2)f(x|θ)=θxθ1I[0,1](x),θ>0δπ

  2. Considera la perdita quadratica ponderata dove con precedente . Sia sia la probabilità. Trova lo stimatore di Bayes .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. Confronta eδπδ1π

Per prima cosa ho notato che , e ho assunto che questa è la probabilità, altrimenti non ottengo alcun posteriore, quindi quindi lo stimatore di Bayes rispetto alla perdita quadratica è 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

Sto guardando nel libro The Bayesian Choice e c'è un teorema sullo stimatore di Bayes associato alla perdita quadratica ponderata ed è dato da

δπ(x)=Eπ[w(θ)θ|x]Eπ[w(θ)|x]

Qualcuno può spiegarmi come lo calcolo?

Quello che ho provato è:

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

So che il supporto è , ma quando ho provato a integrarmi nel numeratore[0,12]

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

Non ottengo buoni risultati.


1
Non è non negativo qui? w(θ)
Juho Kokkala,

3
Non capisco la tua osservazione su "solo per non negativo", perché (1) una funzione di perdita non diventerà mai negativa e (2) la tua funzione di perdita non può essere comunque negativa. w(θ)
whuber

@whuber Accidenti, ora ho capito la mia idiozia, stavo guardando il supporto indicatore

Risposte:


7

In primo luogo, nota che ho corretto la formulazione originale della domanda con le funzioni dell'indicatore nelle definizioni di probabilità in quanto devono essere funzioni di not . Quindi la probabilità è che si integra chiaramente in uno:xθ

f(x)=θxθ1I[0,1](x)
01θxθ1dx=1

In secondo luogo, il posteriore in non è una funzione Beta poiché come indicato da Greenparker A causa del vincolo sui valori di non è neppure una distribuzione Gamma, ma un troncamento della distribuzione Gamma.θ

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

Quindi lo stimatore di Bayes è l'aspettativa posteriore che potrebbe sembrare richiedere l'uso della funzione Gamma incompleta ma che può essere derivato in forma chiusa mediante l'integrazione per parte: allora

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

Infine, come indicato nel mio libro , infatti, minimizzare in equivale a minimizzare in che a sua volta equivale a minimizzare in che equivale a sostituire il precedente originale con un nuovo precedente che deve essere rinormalizzato in una densità, ovvero 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

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La risposta per la parte della perdita di errore quadrata è errata.

π(θ|x)f(x|θ)π(θ)=2θxθ1I(0,1/2)(θ).

Questa è una distribuzione in , non in , e la variabile casuale nella parte posteriore è . Quindi la tua risposta non è corretta e la risposta corretta sarebbe la media posteriore di quella distribuzione.Beta(θ,1)xθθ

Per la seconda parte

(Il precedente per la funzione di perdita ponderata è ma ti riferisci ad esso come . Sto cambiando la notazione di nuovo a .)π1ππ1

Let , dove è una costante normalizzante. Devi calcolareπ(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]

Pertanto, per la funzione di perdita dei minimi quadrati ponderati, il teorema afferma che la stima di Bayes è la media posteriore rispetto a un precedente diverso. L'essere precedente

π(θ)w(θ)π1(θ).

La costante di normalizzazione è .θw(θ)π(θ)dθ=Eπ1[w(θ)]

Eπ1[w(θ)]=01/2I0,1(θ)d(θ)=12.

Quindi il precedente è . Questo è lo stesso che avevi nella prima domanda.π(θ)=2I(0,1/2)(θ)

Quindi la risposta per gli scenari (qualunque essa sia) sarà la stessa. Puoi trovare l'integrale qui . Tuttavia, potrebbe essere sufficiente correggere la forma della risposta e non completare l'integrale.

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