O que é essa troca de viés e variância para os coeficientes de regressão e como derivá-lo?


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No presente documento , ( Bayesiana Inference para Variância Componentes Usando único erro Contraste , Harville, 1974), o autor afirma

(yXβ)H1(yXβ)=(yXβ^)H1(yXβ^)+(ββ^)(XH1X)(ββ^)
para ser uma "relação bem conhecido", para uma regressão linear onde ε ~ N ( 0 , H ) .
y=Xβ+ϵ,
ϵN(0,H).

Como isso é bem conhecido? Qual é a maneira mais simples de provar isso?


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Está na wikipedia , veja 'derivação' lá.
user603

@ user603 Importa-se de tornar o link mais claro? Obrigado!
Sibbs Gambling

@ user603 Desculpe, na verdade, não consigo ver como o link resolve o problema. Para mim, no meu caso, a equação é Var (y) = viés + ... Você pode elaborar?
Sibbs Gambling

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@SibbsGambling Observe que sua equação tem dois termos relacionados à variação nesta formulação de uma regressão linear ponderada . O termo à esquerda está relacionado à variação em torno do modelo verdadeiro (ponderado pela matriz de precisão ). O primeiro termo à direita está relacionado à variação em torno dos modelos ajustados. O segundo termo à direita está relacionado ao quadrado do viés. Essa é a troca de viés de variância. H1
EdM

Respostas:


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O último termo na equação pode ser escrito como

(XβXβ^)H1(XβXβ^).

Nesta forma, a equação está dizendo algo interessante. Supondo que seja positivo definido e simétrico, o mesmo ocorre com o inverso. Portanto, podemos definir um produto interno , fornecendo-nos geometria. Então a igualdade acima está essencialmente dizendo isso, < x , y > H - 1 = x ' H - 1 y ( X β - X β ) ( Y - X β ) .H<x,y>H1=xH1y

(XβXβ^)(yXβ^).

Eu queria lhe dar essa intuição, já que um comentarista já deixou um link para a derivação.

Editar: Para a posteridade

LHS:

(yXβ)H1(yXβ)=yH1y2yH1Xβ+βXH1Xβ=(A)(B)+(C)

RHS:

(y-Xβ^)H-1 1(y-Xβ^)+(β-β^)(XH-1 1X)(β-β^)
=yH-1 1y-2yH-1 1Xβ^+β^XH-1 1Xβ^+βXH-1 1Xβ-2β^XH-1 1Xβ+β^XH-1 1Xβ^=(UMA)-(D)+(E)+(C)-(F)+(E)

Relação:

β^=(XH-1 1X)-1 1XH-1 1y

Ao conectar a relação, você pode mostrar que (B) = (F) e que 2 (E) = (D). Tudo feito.


Desculpe, não consigo ver como o link resolve o problema. Para mim, no meu caso, a equação é Var (y) = viés + ... Você pode elaborar?
Sibbs Gambling

@SibbsGambling editou minha resposta incluindo derivação.
Jlimahaverford #

@jlimahaverford você não está esquecendo o no final da fórmula para β ? yβ^
Gumeo 03/10/2015

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Eles chegam a essa identidade por uma técnica chamada completar a praça. O lado esquerdo está em forma quadrática, então comece multiplicando-o

(y-Xβ)H-1 1(y-Xβ)=yH-1 1y-2yH-1 1Xβ+βXH-1 1Xβ

β^=(XH-1 1X)-1 1XH-1 1y


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Se você conhece sua álgebra matricial, isso deve ser possível multiplicando tudo e verificando se você realmente tem o mesmo nos dois lados. Isto é o que jlimahaverford demonstrou.

β^

XN(μ,Σ).
ΣΣ=PPT
Y=P-1 1(X-μ)
N(0 0,Eu)β^H=PPT
y=Xβ+ϵP-1 1y=P-1 1Xβ+P-1 1ϵ
ϵcov(P-1 1ϵ)=Eu
X~=P-1 1X,y~=P-1 1yeϵ~=P-1 1ϵ.
y~=X~β+ϵ~
β^
β^=(X~TX~)-1 1X~Ty~=((P-1 1X)TP-1 1X)-1 1(P-1 1X)TP-1 1y=(XT(PPT)-1 1X)-1 1X(PPT)-1 1y=(XTH-1 1X)-1 1XH-1 1y
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