Matriz de informações de Fisher esperada para distribuição t de Student?


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Estou tendo problemas para encontrar um recurso on-line que deriva da Matriz de Informações de Fisher esperada para a distribuição t do aluno univariada. Alguém conhece esse recurso?

Na ausência de qualquer recurso existente que deriva a matriz de informações de Fisher esperada para a distribuição t, eu mesmo estou tentando derivá-lo, mas estou preso. Aqui está o meu trabalho até agora:

v f ( y i )yi∼t(μ,σ2,v) onde é o parâmetro dos graus de liberdade (df) (assumido fixo). Então: v

f(yi)=Γ(v+12)Γ(v2)πvσ2(1+1vσ2(yi−μ)2)−(v+1)2

Portanto, temos a seguinte função de probabilidade de log :

logf(yi)=logΓ(v+12)−logΓ(v2)−12log(πvσ2)+−(v+1)2log[1+1vσ2(yi−μ)2]

Aqui as primeiras equações derivadas :

∂∂μlogf(yi)=v+122vσ2(yi−μ)1+1vσ2(yi−μ)2∂∂σ2logf(yi)=−12σ2−(v+1)2−1vσ4(yi−μ)21+1vσ2(yi−μ)2

E aqui estão as equações da segunda derivada:

∂∂μ2logf(yi)=v+12−2vσ2+2dv2σ4(yi−μ)2(1+1vσ2(yi−μ)2)2∂∂μ∂σ2logf(yi)=v+12{[2vσ2−4v2σ6(yi−μ)2][1+1vσ2(yi−μ)2]2−[−2vσ2+2v2σ4(yi−μ)2]∗2[1+1vσ2(yi−μ)2][−1vσ4(yi−μ)2]}/{[1+1vσ2(yi−μ)2]4}.....really messy!∂∂(σ2)2logf(yi)=12σ4−(v+1)21vσ6(yi−μ)2[1+1vσ2(yi−μ)2]2

Finalmente, a matriz de informações do pescador esperada é calculada da seguinte forma:

I=−E([∂2∂μ2logf(yi)∂∂μ∂σ2logf(yi)∂∂μ∂σ2logf(yi)∂2∂(σ2)2logf(yi)])

No entanto, não tenho idéia de como calcular essas expectativas. Alguém está ciente de um recurso que fez isso? Honestamente, a única quantidade que eu estou interessado é: , faria alguém pelo menos possa me ajudar a calcular isso?−E[∂2∂(σ2)2logf(yi)]

Respostas:


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Fui informado de que Lange e cols. 1989 derivaram as informações de Fisher esperadas para a distribuição t multivariada no Apêndice B. Portanto, obtive a resposta que queria, você pode considerar essa pergunta como respondida!

Em particular, usando o resultado de Lange et al, deduzi a seguinte Matriz de Informações de Fisher para a distribuição t univariada (com parâmetro fixo de graus de liberdade ):v

I=[v+1(v+3)σ200v2(v+3)σ4]

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Existe alguma referência em que a Matriz de Informações de Fisher foi derivada para parâmetros de graus variáveis ​​de liberdade, ou seja, Matriz de Informações tridimensional de Fisher, onde são fornecidas a escala, a localização e os graus de liberdade?
— uday 30/09

1
Eu tenho a mesma pergunta. Temos uma matriz Fisher 3x3 que inclui o parâmetro nu?
— Riemann1337

Resultado acima confirmado correto com a FisherInformationfunção inmathStatica
— wolfies

1

Não é difícil (mas um pouco tedioso) usando a fórmula Primeiro, observe que, pela mudança das variáveis em qualquer integral envolvida, pode-se tomar nos cálculos.

I(μ,σ2)=E[((∂∂μlog⁡f(Y))2(∂∂μlog⁡f(Y))(∂∂σlog⁡f(Y))(∂∂μlog⁡f(Y))(∂∂σlog⁡f(Y))(∂∂σ2log⁡f(Y))2)].
y↦y−μμ=0

Os cálculos baseiam-se na seguinte integral: Essa igualdade é obtida pela alteração das variáveis e com a ajuda da densidade da distribuição principal Beta .

I(λ,a,b):=∫0∞y2a−1(1+1λy2)−2a+b2dy=λa2B(a,b2).
y↦y2

Observe que o integrando é uma função par quando é um número inteiro par; portanto, 2a−1

J(λ,a,b):=∫−∞+∞y2a−1(1+1λy2)−p+1+b2dy=2I(λ,a,b)=λaB(a,b2).

Vou detalhar apenas o primeiro cálculo. Defina a constante de normalização da densidade.

K(ν,σ)=1B(12,ν2)1νσ2,

Alguém tem Desde que , encontramos O segundo cálculo é fácil:

E[(∂∂μlog⁡f(Y))2]=K(ν,σ)(ν+1νσ2)2J(νσ2,32,ν+2).
B(12,ν2)B(32,ν+22)=B(12,ν2)B(32,ν2)B(32,ν2)B(32,ν+22)=(ν+1)1(ν+3)ν
E[(∂∂μlog⁡f(Y))2]=νν+3(ν+1)(νσ2)−1/2−2+3/2=ν+1(ν+3)σ2.
E[(∂∂μlog⁡f(Y))(∂∂σlog⁡f(Y))]=0
porque envolve apenas integrais de funções ímpares.

Finalmente, o cálculo de é o mais tedioso e Eu pulo. Seu cálculo envolve integrais com inteiro par, cujo valor é dado acima.

E[(∂∂σ2log⁡f(Y))2]
J(νσ2,a,b)2a−1

Fiz os cálculos e encontrei e isso simplifica para ν

(ν+1)24(νσ4)2K(ν,σ2)J(νσ2,52,ν)−ν+12νσ6K(ν,σ2)J(νσ2,32,ν)+14σ4
ν2(ν+3)σ4.
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