Odchylenie estymatorów maksymalnego prawdopodobieństwa dla regresji logistycznej


10

Chciałbym zrozumieć kilka faktów dotyczących estymatorów maksymalnego prawdopodobieństwa (MLE) dla regresji logistycznych.

  1. Czy to prawda, że ​​ogólnie MLE regresji logistycznej jest stronniczy? Powiedziałbym tak". Wiem na przykład, że wymiar próbki jest związany z asymptotycznym nastawieniem MLE.

    Czy znasz jakieś podstawowe przykłady tego zjawiska?

  2. Jeśli MLE jest stronniczy, czy prawdą jest, że macierz kowariancji MLE jest odwrotnością Hessian funkcji największego prawdopodobieństwa?

    edycja : Spotykałem tę formułę dość często i bez żadnych dowodów; wydaje mi się to dość arbitralnym wyborem.

Odpowiedzi:


15

Rozważ prosty binarny model regresji logistycznej z binarną zmienną zależną i tylko stałą i binarnym regresorem T.

Pr(Yi=1∣Ti=1)=Λ(α+βTi)
gdzie jest logistycznym cdf, .ΛΛ(u)=[1+exp⁡{−u}]−1

W formularzu logowania mamy

ln⁡(Pr(Yi=1∣Ti=1)1−Pr(Yi=1∣Ti=1))=α+βTi

Masz próbkę o rozmiarze . Oznacz liczbę obserwacji, w których a te, w których , a . Rozważ następujące szacunkowe prawdopodobieństwa warunkowe:nn1Ti=1n0Ti=0n1+n0=n

Pr^(Y=1∣T=1)≡P^1|1=1n1∑Ti=1yi

Pr^(Y=1∣T=0)≡P^1|0=1n0∑Ti=0yi

Następnie ten bardzo podstawowy model zapewnia rozwiązania w formie zamkniętej dla estymatora ML:

α^=ln⁡(P^1|01−P^1|0),β^=ln⁡(P^1|11−P^1|1)−ln⁡(P^1|01−P^1|0)

STRONNICZOŚĆ

Chociaż i są obiektywnymi estymatorami odpowiednich prawdopodobieństw, MLE są stronnicze, ponieważ nieliniowa funkcja logarytmiczna przeszkadza - wyobraź sobie, co dzieje się z bardziej skomplikowanymi modelami , z wyższym stopniem nieliniowości.P^1|1P^1|0

Ale asymptotycznie, odchylenie zanika, ponieważ szacunki prawdopodobieństwa są spójne. Wstawiając bezpośrednio operatora do oczekiwanej wartości i logarytmu, mamy lim

limn→∞E[α^]=E[ln⁡(limn→∞P^1|01−P^1|0)]=E[ln⁡(P1|01−P1|0)]=α

i podobnie dla . β

Macierz wariancji wariancji MLE
W powyższym prostym przypadku, który zapewnia wyrażenia w formie zamkniętej dla estymatora, można co najmniej w zasadzie kontynuować i wyprowadzić dokładny rozkład próbki skończonej, a następnie obliczyć jej dokładną macierz wariancji wariancji kowariancji skończonej . Ale ogólnie MLE nie ma zamkniętego rozwiązania. Następnie uciekamy się do spójnego oszacowania asymptotycznej macierzy wariancji-kowariancji, która jest (ujemna) odwrotnością Hesji funkcji logarytmu wiarygodności próbki, ocenionej w MLE. I w ogóle nie ma tu „arbitralnego wyboru”, ale wynika to z teorii asymptotycznej i asymptotycznych właściwości MLE (spójność i asymptotyczna normalność), co mówi nam, że dla , θ0=(α,β)

n(θ^−θ0)→dN(0,−(E[H])−1)

gdzie to Hesjan. To prowadzi nas w przybliżeniu i dla (dużych) skończonych próbekH

Var⁡(θ^)≈−1n(E[H])−1≈−1n(1nH^)−1=−H^−1
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.