Binômio Neg e o Prior de Jeffreys

Estou tentando obter o prior de Jeffreys para uma distribuição binomial negativa. Não consigo ver onde errei, por isso, se alguém puder ajudar a apontar isso, isso seria apreciado.

Ok, então a situação é a seguinte: devo comparar as distribuições anteriores obtidas usando um binômio e um binômio negativo, onde (em ambos os casos) existem tentativas e sucessos. Eu recebo a resposta certa para o caso binomial, mas não para o binomial negativo. $n$ $m$

Vamos chamar o anterior de Jeffreys . Então, $\pi_J(\theta)$

π_{J} (θ) \propto [I (θ)]^{1 / 2} .

$\pi_J(\theta)\propto [I(\theta)]^{1/2}.$

Sob as condições de regularidade (cumpridas enquanto lidamos com a família exponencial),

I (θ) = - E (\frac{\partial^{2} \log L (θ | x)}{\partial θ^{2}})

$I(\theta)=-E\left(\frac{\partial^2 \log L(\theta|x)}{\partial \theta^2}\right)$ onde para o binômio negativo é no acima expressão (o número total de sucessos é fixo, não é). A distribuição - eu acho-- é

n

$n$

x

$x$

m

$m$

n

$n$

p (m | θ) \propto θ^{m} (1 - θ)^{n - m}

$p(m|\theta)\propto\theta^m(1-\theta)^{n-m}$ pois é definido como a probabilidade de sucesso e é o número de sucessos. Essa também é a probabilidade, já que é um escalar e não um vetor. Conseqüentemente,

θ

$\theta$

m

$m$

m

$m$

L (θ | n) \propto θ^{m} (1 - θ)^{n - m} \log L (θ | n) = m \log θ + (n - m) \log (1 - θ) \frac{\partial \log L (θ | n)}{\partial θ} = \frac{m}{θ} - \frac{n - m}{1 - θ} \frac{\partial^{2} \log L (θ | n)}{\partial θ^{2}} = - \frac{m}{θ^{2}} - \frac{n - m}{(1 - θ)^{2}}

$L(\theta|n)\propto\theta^m(1-\theta)^{n-m}\\ \log L(\theta|n)=m\log\theta +(n-m)\log (1-\theta)\\ \frac{\partial\log L(\theta|n)}{\partial \theta}=\frac{m}{\theta}-\frac{n-m}{1-\theta}\\ \frac{\partial^2\log L(\theta|n)}{\partial \theta^2}=-\frac{m}{\theta^2}-\frac{n-m}{(1-\theta)^2}$ para que as informações de Fisher sejam

I (θ) = - E (\frac{\partial^{2} \log L (θ | n)}{\partial θ^{2}}) = \frac{m}{θ^{2}} + \frac{E (n) - m}{(1 - θ)^{2}} = \frac{m}{θ^{2}} + \frac{\frac{m θ}{1 - θ} - m}{(1 - θ)^{2}} = \frac{m (1 - θ)^{2} + \frac{m θ^{3}}{(1 - θ)} - m θ^{2}}{θ^{2} (1 - θ)^{2}} = \frac{m (1 - 2 θ) + \frac{m θ^{3}}{(1 - θ)}}{θ^{2} (1 - θ)^{2}} = \frac{m (1 - 2 θ) (1 - θ) + m θ^{3}}{θ^{2} (1 - θ)^{3}} = \frac{m (1 - 3 θ + 2 θ^{2} + θ^{3})}{θ^{2} (1 - θ)^{3}} \propto \frac{1 - 3 θ + 2 θ^{2} + θ^{3}}{θ^{2} (1 - θ)^{3}}

$I(\theta)=-E\left(\frac{\partial^2\log L(\theta|n)}{\partial \theta^2}\right)=\frac{m}{\theta^2}+\frac{E(n)-m}{(1-\theta)^2}=\frac{m}{\theta^2}+\frac{\frac{m\theta}{1-\theta}-m}{(1-\theta)^2}\\ =\frac{m(1-\theta)^2+\frac{m\theta^3}{(1-\theta)}-m\theta^2}{\theta^2(1-\theta)^2}=\frac{m(1-2\theta)+\frac{m\theta^3}{(1-\theta)}}{\theta^2(1-\theta)^2}\\ =\frac{m(1-2\theta)(1-\theta)+m\theta^3}{\theta^2(1-\theta)^3}=\frac{m(1-3\theta+2\theta^2+\theta^3)}{\theta^2(1-\theta)^3}\\ \propto\frac{1-3\theta+2\theta^2+\theta^3}{\theta^2(1-\theta)^3}$

Isso, no entanto, não me dá a resposta correta. A resposta correta é

π_{J} (θ) \propto \frac{1}{θ (1 - θ)^{1 / 2}}

$\pi_J(\theta)\propto \frac{1}{\theta(1-\theta)^{1/2}}$ que significa que as informações que eu receber devem ser

I (θ) = \frac{1}{θ^{2} (1 - θ)}

$I(\theta)=\frac{1}{\theta^2(1-\theta)}$ pois o anterior deve ser proporcional à raiz quadrada da informação.

Alguém pode encontrar algum erro? Eu não ficaria surpreso se eu estragasse algo com a configuração da distribuição (sucessos versus falhas com suas respectivas probabilidades, etc.).

Usei o valor esperado da Wikipedia e sei a resposta correta a partir daqui (página 3) .

probability bayesian inference prior hejseb
fonte

O problema surge porque a distribuição binomial negativa pode ser formulada de maneira diferente. Como conseqüência, a expectativa difere para diferentes formulações. Como você especificou a distribuição binomial negativa, a expectativa de é (por exemplo, veja aqui na página 3). Com isso, as informações de Fisher simplificam para $n$ $E(n) = m/\theta$

I (θ) = m (\frac{1}{θ^{2} (1 - θ)})

$I(\theta) = m\left(\frac{1}{\theta^2(1-\theta)}\right)$

Assim, o prior de Jeffreys é

π_{J} (θ) = | I (θ) |^{1 / 2} \propto θ^{- 1} (1 - θ)^{- 1 / 2}

$\pi_{J}(\theta) = |I(\theta)|^{1/2}\propto \theta^{-1}(1-\theta)^{-1/2}$

como você já observou.

COOLSerdash
fonte

Formidável! Isso é muito útil e também uma excelente referência, pois passa pelo mesmo problema com o qual estava lutando. Obrigado!

hejseb

Encontrei uma solução que usa outra formulação, veja aqui . Ainda bem que pude ajudar. De nada.

COOLSerdash

Binômio Neg e o Prior de Jeffreys

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