Prova della relazione tra tasso di pericolosità, densità di probabilità, funzione di sopravvivenza


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Sto leggendo un po 'sulle analisi di sopravvivenza e la maggior parte dei libri di testo lo afferma

h(t)=limΔt→0P(t<T≤t+Δt|T≥t)Δt=f(t)1−F(t)(1)

dove è la percentuale di rischio,h(t)

f(t)=limΔt→0P(t<T≤t+Δt)Δt(2) la funzione di densità,

F(t)=Pr(T<t)(3) e

S(t)=Pr(T>t)=1−F(t)(4)

Inoltre lo affermano

S(t)=e−∫0th(s)ds(5)

La maggior parte dei libri di testo (almeno quelli che ho) non fornisce prove per (1) o (5). Penso di essere riuscito a superare (1) come segue

limΔt→0P(T≥t|t<T≤t+Δt)P(t<T≤t+Δt)h(t)=limΔt→0P(t<T≤t+Δt|T≥t)Δt= limΔt→0P(T≥t|t<T≤t+Δt)P(t<T≤t+Δt)P(T≥t)Δt che a causa di (2) e (4) diventa limΔt→0P(T≥t|t<T≤t+Δt)f(t)S(t)Δt ma P(T≥t|t<T≤t+Δt)=1 quindi h(t)=f(t)1−F(t)

Come si dimostra (5)?


5
Hai notato che è la derivata di ? - log S ( t )h(t)−log⁡S(t)
— Stéphane Laurent,

Sì, non capisco neanche questo ...
— nostock

Nella tua prova di (1), dovresti prima sostenere che la seconda probabilità nel numeratore è 1, quindi applicare (2) e (4).
— Ocram,

Perché l'ordine è importante?
— nostock,

1
Se mantieni l'ordine, dovresti sostenere che il limite come (piuttosto che la proba stessa) è uguale a . Comunque, questo è un dettaglio ...1Δt→01
— Ocram,

Risposte:


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La derivata di è Pertanto, come menzionato da @ StéphaneLaurent, abbiamo dove l'ultima uguaglianza segue da (1).d S ( t )S-dlog(S(t))

dS(t)dt=d(1−F(t))dt=−dF(t)dt=−f(t)
−dlog⁡(S(t))dt=−dS(t)dtS(t)=f(t)S(t)=h(t)

Prendendo l'integrale su entrambi i lati della relazione precedente, otteniamo modo che S ( t ) = exp { - ∫ t 0 h ( s )

−log⁡(S(t))=∫0th(s)ds
S(t)=exp⁡{−∫0th(s)ds}

Questa è la tua equazione (5). La parte integrale dell'esponenziale è il rischio integrato, chiamato anche rischio cumulativo [in modo che ].S ( t ) = exp (H(t)S(t)=exp⁡(−H(t))


Potresti essere un po 'più esplicito su
−dlog⁡(S(t))dt=−dS(t)dtS(t)
— nostock,

1
Questa è la regola della catena. Abbiamo modo chedlog⁡(x)dx=1x
dlog⁡(f(x))dx=df(x)dxx
— ocram

La x nella parte destra dell'ultima equazione dovrebbe essere f (x) ?, cioè Per differenziare y = log S (t). Sia u = S (t) quindi . Inoltre, abbiamo e quindi . Secondo la regola della catena, quindi
dudt=dS(t)/dt=S′(t)
y=logS(t)=log(u)
dydu=1u=1S(t)
dydt=dydududt=1S(t)S′(t)=S′(t)S(t)
— user1420372

@ user1420372: Sì, hai ragione. Avrebbe dovuto essere f (x).
— Ocram,

3

h(t)=f(t)S(t) 
=f(t)1−F(t)
=f(t)1−∫0tf(s)ds

Integra entrambi i lati: Differenzia entrambi i lati:

∫0th(s)ds=∫0tf(s)1−∫0tf(s)dsds
=−ln⁡[1−∫0tf(s)ds]0t+c
1−∫0tf(s)ds=exp⁡[−∫0th(s)ds]
−f(t)=−h(t)exp⁡[−∫0th(s)ds]
f(t)=h(t)exp⁡[−∫0th(s)ds]

Poiché

h(t)=f(t)S(t)

S(t)=f(t)h(t)

Sostituisci con , Pertanto, f(t)h(t)exp⁡[−∫0th(s)ds]

S(t)=h(t)exp⁡[−∫0th(s)ds]h(t)
S(t)=exp⁡[−∫0th(s)ds]

3

Dimostriamo la seguente equazione: proof:

S(t)=exp⁡{−∫0th(u)du}

Dimostriamo innanzitutto proof:

f(t)=−dS(t)dt

f(t)=dF(t)dt=dP(T<t)dt=d(1−S(t))dt=−dS(t)dt ◼
E sappiamo che Sostituisci in otteniamo quindi continua la nostra prova principale. Integrando entrambi i lati dell'equazione precedente, abbiamo Quindi otteniamo il risultato
h(t)=f(t)S(t)
f(t)h(t)
h(t)=−dS(t)dtS(t)
S ( t ) = exp { - ∫ t 0 h ( u ) d u } ◼
∫0th(u)du=∫0t−dS(t)dtS(t)dt=∫0t−S(t)−1dS(t)=−[log⁡S(t)−log⁡S(0)]=−log⁡S(t)
S(t)=exp⁡{−∫0th(u)du} ◼
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