Cosa succede al rapporto di probabilità man mano che vengono raccolti sempre più dati?


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Lasciate , ed essere densità e si supponga di avere , . Cosa succede al rapporto di verosimiglianza come ? (Converge? A cosa?)g h x i ∼ h i ∈ N n ∏ i = 1 f ( x i )fghxi∼hi∈N n→∞

∏i=1nf(xi)g(xi)
n→∞

Ad esempio, possiamo supporre . Anche il caso generale è interessante.h=g


Possibile duplicato della divergenza
— Xi'an

4
@ Xi'an. Penso che l'aggiunta di questa domanda a SE consenta di stabilire la connessione tra le domande nella risposta. Mentre ci possono essere somiglianze di risposta, le domande non sono le stesse.
— Giovanni

1
Grazie per il link La domanda non è un duplicato, anche se le risposte alla mia domanda possono comportare la divergenza di Kullback-Leibler.
— Olivier il

Risposte:


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Se si prende il logaritmo di questo prodotto, e lo trasforma in una media applica la legge dei grandi numeri, quindi si ottiene la convergenza quasi sicura supponendo che questo integrale sia ben definito [i contro-esempi sono facili da trovare].ˉ r n=1

r=log⁡∏i=1nf(xi)g(xi)=∑i=1nlog⁡f(xi)g(xi)
ˉ r n a.s. ⟶ Eh[registrof(X)
r¯n=1n∑i=1nlog⁡f(xi)g(xi)
r¯n⟶a.s.Eh[log⁡f(X)g(X)]=∫Xlog⁡f(x)g(x)h(x)dx

Ad esempio, se , e sono densità per le distribuzioni normali con , e zero, rispettivamente, tutte con varianza uno, il valore di is g h μ 1 μ 2 ∫ X log f ( x )fghμ1μ2

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

Si noti inoltre che, senza la media, il prodotto converge quasi sicuramente a zero (quando ) . Mentre il prodotto converge quasi sicuramente a zero o all'infinito a seconda che o sia più vicino ad nel senso di divergenza di Kullback-Leibler (quando ).

∏i=1nf(xi)h(xi)
xi∼h(x)
∏i=1nf(xi)g(xi)
gfhxi∼h(x)

Potresti concludere una risposta? L'ultimo integrale è diverso da zero (diciamo quando )? g=h
— Olivier,

1
Perché dovrebbe essere zero? Se è zero; se e è positivo. E se e è negativo. Può anche essere zero per , e se e sono alla stessa distanza da . f=gf=hg≠hg=hf≠hf≠hf≠gg≠hfgh
— Xi'an,

Cosa intendi a uguale distanza da ? Potresti elaborare? La tua risposta è interessante ma non (ancora) risponde direttamente alla domanda. h
— Olivier,

1
La domanda principale Poiché , è il segno dell'ultimo integrale che determina il comportamento asintotico del rapporto. r=nrn
— Olivier,

0

Lascia che . Considera la quantità Secondo la legge forte di grandi numeri, 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

Poiché e that ,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
Questo ci dà
limn→∞Wn<0⟹limn→∞1nlog(Zn)<0⟹limn→∞n⋅1nlog(Zn)=−∞⟹limn→∞log(Zn)=−∞⟹limn→∞Zn=0 ◼

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