统计,以信仰之名:(三)衡量估计量的四大原则

统计,以信仰之名:(三)衡量估计量的四大原则

为了照顾到广大浑浑噩噩的群众,在这节之前,首先要声明一下,所谓的估计量都是随机变量,你每生成一次数据,用同样方法得到的估计量可能截然不同。我们无法控制数据的生成,但是能找到一个很屌的方法,使我们的估计量在多数情况下尽量准确。

在学习数理统计时,我们都会学到评判估计量的三大原则:无偏性,有效性,一致性。水平比较高的老师也会讲到第四个原则:最小均方误差原则。我们在统计推断时默认这些原则,它们是人为规定的,而非某种公理性或定理性的东西。我们不禁要问,为什么要如此规定这些原则?比如,一个统计量为什么要无偏呢?是因为它长得帅吗?您别说,对于最后一个问题可能还就是因为它长得帅。实际上,这些原则都是从好的统计量中总结出来的,比如用几个观测的均值来估计其期望,均值具有无偏性,有效性,一致性,于是这些原则就总结出来了。下面我们对这些原则一个一个地讨论。

1、无偏性 is a piece of shit

所谓的无偏估计量就是它的期望恰好等于原参数。无偏估计量的优越性是非常直观的,在大数定律的保证下,它能以较快的速度收敛到原参数。如果让你列举什么是一个好的估计量,估计你第一个想到的就是无偏性。而且无偏性在数学上有一些非常优美的性质,比如很多情况下你可以找到一个最好的无偏估计量(一致最小方差无偏估计)。然而,这并不妨碍它是一坨shit。

你想想无偏性到底是什么呢?期望等于原参数有什么用呢?用一个N(θ,100)的无偏随机变量X来估计θ,如果θ=0,你估计出来的很可能是5,或者8,这样的估计量你敢相信么?

如果一个无偏估计量概率集中在真值周围,那么这个无偏估计量是可靠的。可惜无偏估计量在很多情况下并不符合这条性质。事实上,在高维统计中,无偏估计量是不可接受的(inadmissable),因为你总能找到一个比无偏估计量更靠谱的有偏估计量,在各个方面都要胜无偏估计量一筹。所以,无偏估计量可能仅仅是长得比较帅而已。在这个看脸的世界,有时长得帅就够了。

2、有效性——渣男的评判标准

一个估计量如果分布得太分散,那么这个估计量一定是个花心大萝卜。比如你生成一组数据 估计量是1,另一组数据 估计量是100,。这样的估计量绝非居家好估计量。我们希望它的概率尽量集中,这就是有效性。光有有效性是不够的,比如你就拿0做估计量,稳定得不行,但是离真实估计量十万八千里,也不靠谱。但是作为一个评判标准,有效性还是够格的,如果一个估计量都不具有有效性,不论他说多么爱你,都不要相信他。

3、一致性——众里寻他千百度,只要钱多,参数却在,灯火阑珊处

一致性指的是当你样本趋于无穷时,你的估计量依概率趋于真实参数。也就是说,只要你的样本够多,一致估计量总能给你一个靠谱的参数。在有限样本时,这个评判标准仍然存在一定局限。然而统计学上,它仍不失为一条重要的评判标准。如果多采集样本都不管用,那只能看脸了。

4、最小均方误差原则——最靠谱的准则

一个估计量的均方误差可以表示为:

。在最小均方误差准则下,我们选估计量要使其均方误差尽可能小(似乎是句废话)。

为什么说这条准则是最靠谱的呢?首先,如果均方误差小,这个估计量一定比较靠谱,即以很大的概率在真实参数旁边。而且该准则跟样本数量无关,不管样本多少,估计量都会有一个均方误差,只要均方误差够小,这个估计量都靠谱。

根据mean-variance分解:均方误差=偏差+分散度

也就是说最小均方误差事实上是无偏性与有效性的结合,最小无偏估计量的概率分布既集中,而且集中在真值周围。

均方误差事实上是一种距离(统计决策上称为“损失”),是参数空间内真值与估计量之间的欧式距离。于是我们要问,我们是否可以将欧式距离扩展至一般的距离?答案当然是可以的,对一般距离的探究构成了统计决策理论的基础。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,324评论 5 476
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,303评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,192评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,555评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,569评论 5 365
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,566评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,927评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,583评论 0 257
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,827评论 1 297
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,590评论 2 320
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,669评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,365评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,941评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,928评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,159评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,880评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,399评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容