假设你做了一个简单的回归…
现在你有了你的 . 您想知道它是否与(例如)零显着不同。一般来说,人们会查看他们选择的软件报告的统计数据或 p.value。
问题是,这个 p.value 计算依赖于因变量的分布。如果没有不同的说明,您的软件假定为正态分布,那是怎么回事?
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例如,(95%)置信区间是 ,1.96 来自正态分布。
建议不要这样做,bootstrapping* 的优点在于它没有分布的问题,它适用于高斯、柯西或其他的分布。
40年前电脑计算速度很慢,现在不是了。你仍然可以保留你的分布假设,但至少要看看当你放松假设的时候会发生什么。做到这一点的方法是使用Bootstrap法,这个想法很直观和简单。
约翰-福克斯写道:”总体对样本来说,就像样本对引导程序样本一样”。但这是什么意思呢?你对来自样本的估计,应该是对 “真实”,即总体的估计,而这是未知的。现在从样本中抽取一个样本,我们称这个样本为Bootstrap样本,根据这个(Bootstrap)样本来估计你的情况,现在这个新的估计是对你原来的估计,也就是来自原始数据的那个。为了清楚起见,假设你有3个观测值,第一个是{x=0.7,y=0.6},第二个是{x=A,y=B},第三个是{x=C,y=D},现在,从样本中抽出的一个例子是洗牌排序:第一个是{x=A,y=B},第二个是{x=0.7,y=0.6},第三个是{什么什么}。这种 “洗牌 “就是我们所说的bootstrap样本,注意,任何观察值都可以被选择一次以上,或者根本不被选择,也就是说,我们是用替换法取样。现在我们再次估计同一统计量x=C,y=D}。这种 “洗牌 “就是我们所说的bootstrap样本,注意,任何观察值都可以被选择一次以上,或者根本不被选择,也就是说,我们是用替换法取样。现在我们再次估计同一统计量(在我们的例子中)。
重复这个样本和估计很多次,你就有了许多Bootstrap估计,现在你可以检查表现。你可以用它来做一件事,就是为你的估计值自举Bootstrap置信区间(CI),而不需要基本的分布假设。
在 R
在 R 中,“boot”包可以解决问题:
library #加载软件包 # 现在我们需要我们想要估计的函数 # 在我们的例子中,是β。 bfun = function(da,b,fola){ # b是bootstrap样本的随机指数 return(lm$coef\[2\]) # 这是对β系数的解释 } # 现在你可以进行自举了。 bt = boot # R是多少个引导样本 plot hist
您可以放大在每个bootstrap程序中选择了哪些索引,确切的排列是什么,可以使用函数 bay 来做到这一点:
zot = boot.array dim(zo) # 大小应该是R(bootstrap样本数)乘以n(你的数据的NROW) hist # 这是每一个指数的频率,对于第一个bootstrap运行,所以在这个直方图中,一个Y值比如说是3 #意味着在这个特定的bootstrap样本中,X值观察被选择了3次
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自己编写代码
如果您可以自己编写代码,就可以更好地理解它,对于像bootstrap置信区间这样的简单问题,它更加简单和快捷:
ptm <- pce() # 看一下它所花的时间 for (i in 1:nb){ uim = sample # 选择随机指数 bt\[i\] = lm proc.time() - ptm # 在我这边大约80秒
您当前的置信区间怎么样?
真的有关系吗?也许这不值得麻烦。作为一个例子,我使用了已知有厚尾的股票收益,这意味着远离中心的更多观察样本。看看下图:
那就是摩根士丹利 与市场。估计值以 1.87 为中心。
黑色垂直线是“lm”函数报告的 (95%) 置信区间,蓝色垂直线是等效的非参数置信区间,浅蓝色曲线是正态密度。
注意到这个区间与非参数bootstrap法有多大区别,在这种情况下,非参数bootstrap 法更准确。例如,可能参数实际上是2,你可以看到软件的输出拒绝了这种可能性,因为它假定了正态性,然而引导法的置信区间确实涵盖了2这个值。
所以,一个投资者如果认为 “在我的投资组合中,所有的贝塔值都小于2,CI值为95%”,那么他就错误地认为摩根斯坦利是这样的。
这个检查需要大约80秒,所以我在把它插入双 “for “循环之前会三思而后行。然而,如果你是社会科学家,可以用这种稳健的分析来增强你的标准(正常)输出。
总结
在这里你可以看到,当你使用bootstrap的置信区间时,当正态分布假设有效时,_情况_并没有那么糟坏。我创建了一个假的正态分布,使用与报告相同的中心和标准差,并做了完全相同的分析。
同样,我使用与 “lm “报告相同的中心和标准差从正态分布中进行了模拟,你可以看到区间是相互接近的,这就总结了这篇文章,使用参数化的置信区间,从假设的正态分布在某种意义上是次优的,因为即使是正态,你也不会损失很多。
谢谢阅读。
################################################### ### 现在我实际上是从正态分布中生成 ################################################### rnorm lm2 = lm for (i in 1:b){ uni = sample fe\[i\] = lm } ftha <- boe h2 = hist xline xfit<-seq yfit<-dnorm lines
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关于作者
Kaizong Ye是拓端研究室(TRL)的研究员。Kaizong Ye是拓端研究室(TRL)的研究员。在此对他对本文所作的贡献表示诚挚感谢,他在上海财经大学完成了统计学专业的硕士学位,专注人工智能领域。擅长Python.Matlab仿真、视觉处理、神经网络、数据分析。
本文借鉴了作者最近为《R语言数据分析挖掘必知必会 》课堂做的准备。
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