pythonic生物人

五分钟看明白最大似然估计!

开始之前我们先看一个公式

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看到这个公式你是不是有点蒙蔽了~

没关系,一听就懂

前几天小编遇到这样一件事,我和舍友一起去餐厅,出门的时候打算坐电梯。

此时,正好有一个人进了电梯,晚了一步,我们没进去,没看清是谁,只能知道穿了一件粉色衣服。

舍友问:“哎,刚才是谁?是男是女。。。。”

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我说:“我猜有可能是一位女生。”(我们的男生宿舍是可以进女生的,嘿嘿~)

舍友疑问了:“你怎么就知道?”

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我耸了耸肩,“没看清,穿着红衣服推测出ta可能是女的~”

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其实,这里所说的,我在没有给ta做性别鉴定之前,从ta穿红衣服推断出ta很有可能是个女生,使用的就是最大似然估计。

因为我并不知道他是男是女,只是凭经验判断,穿粉衣服的人中女生大约占95%,男生估计连3%都不到,这种凭借最大可能性的猜测,就是最大似然估计法。

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这时候,你们肯定就会说了:

你这个例子也太简单了吧,再来一个~

咱们接着来~

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来到最常见的例子,现在有两个暗箱子,每个箱子里放了两种数字的台球🎱,一种是1,一种是2。但现在有一个问题,我根本不知道这里面有几个1或2。

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那么,你会用什么方法进行估计呢?

那就采取抽样的方法吧,让我们有放回抽样,一直取80次,其中出现了64次1号球,16次二号球。

那么接下来问你,箱子中1号球的占了多少?

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掐指一算~太简单了,80%,我会我会~

就在你刚刚掐指一算的瞬间,你就使用了“最大似然估计”

接着是这一常识的推导,对,这么简单还是有推导的~~~~~

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首先,暗箱中1号球比例为啊a,那么2号球比例为1-a。我们每次有放回抽样,因此每次抽样都是服从二项分布的。

其实,事实上a的数值是不确定的,但是经我们抽样,发现64/80为1号球,所以我们推断a=0.8。

我们将每取一次球叫做一次抽样,那么我们将抽样结果【64次1号、16次2号】出现的概率表示为:P(结果|M)。第一次抽样记做c1,第二次记做c2,那么结果为(c1,c2,。。。,c80)。

则: P(结果|M)

=P(c1,c2,。。。,c80|M)

=P(c1|M)P(c2|M)。。。P(c80|M)

=a^70 x (1-a)^30

a∈(0,1)

因为a有范围,那么P(结果|M)就有取值范围,就会存在一个极大值和一个极小值,那么重点来了!!!!!!!!!!!

当P(结果|M)取极大值的时候,也就是计算a^70 x (1-a)^30的时候我们得到最大值!!!!!!!!!!!!!!!

我们就得到了最大似然估计。

那么怎么取最大值呢?

聪明的你应该可以想到,求导咯,倒数等于0!

d(a^64x (1-a)^16)/da=0

也就是:

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最后算出,a=0.8,1-a=0.2

是不是觉得自己,这么有点复杂的推导结果,让你一眼看出来了。

因此,重要的是思想,数学就是将简单的问题抽象出思想~加了ln只不过为了计算方便,变换连乘为连加而已。

不要怕~

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