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在本文關于如何在R中進行貝葉斯分析。我們介紹貝葉斯分析,這個例子是關于職業足球比賽的進球數。
首先,我們認爲職業足球比賽的進球數來自分布,其中θ是平均進球數。現在假設我們用一位足球專家的意見來得出足球比賽的平均進球數,即參數θ,我們得到:
。
curve(dnorm(x, 2.5, 0.2), from = -2, to = 8,...)
在這種情況下,我們想知道θ的後驗分布是什麽樣子的,這個分布的平均值是什麽。爲了做到這一點,我們將在三種情況下分析:
我們有1個觀察值x=1,來自分布爲的總體。
我們有3個觀測值x=c(1,3,5),來自一個具有分布的總體。
我們有10個觀測值x=c(5,4,3,4,3,2,7,2,4,5),來自一個具有分布的總體。
在這裏,我想告訴你貝葉斯分析是如何分析的。首先,我們有一個來自具有未知參數θ的泊松分布的人口的似然函數。
我們知道參數θ的先驗分布p(θ)是由以下公式給出的。
最後,θ的後驗分布爲。
其中常數C的計算方法如下。
而後驗分布E(θ|x)的平均值由以下公式給出。
在這裏,你將學習如何在R中使用蒙特卡洛模擬來回答上面提出的問題。對于這三種情況,你將遵循以下步驟。
首先,你需要根據方案定義數據。
x <- 1 #第一種情況
现在使用蒙特卡洛模拟来计算积分。为此,有必要从先验分布中産生N=10000个值θi,并在似然函数中評估它們。最後,爲了得到C,這些值被平均化。R中的代碼如下。
3. 寻找后验分布
計算完C後,你可以得到後驗分布,如下所示。
最後你可以使用蒙特卡洛模擬計算積分來獲得後驗分布的平均值。
如前所述,上面介紹的代碼用于所有三種情況,唯一根據情況變化的是x。在這一節中,我們將爲每種情況展示一張圖,其中包含θ的先驗和後驗分布、後驗分布的平均值(藍色虛線)和觀測值(粉紅色的點)。
从結果中我们可以得出这样的結論:当我们有很少的观测数据时,如图1和图2,由于缺乏样本证据,后验分布将倾向于类似于先验分布。相反,当我们有大量的观测数据时,如图3,后验分布将偏离先验分布,因为数据将有更大的影響。
我希望你喜歡這篇文章並了解貝葉斯統計。我鼓勵你用其他分布運行這個程序。
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