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確率・用語・連続分布
「0から1までの間の数(割合や確率そのもの)の散らばり方」を表す連続分布です。打率や不良率のような"0〜1の比率"がどのあたりに来そうかを表現したいときに使う、区間 の上だけに住む分布です。
「0と1の間に収まる比率・確率」をモデル化したいときに使います。2つの形パラメータ を変えるだけで、左右対称・左寄り・右寄り・U字・一様など多彩な形を表せる柔軟さが特徴です。
ベータ分布
ベータ分布 は、区間 の上で定義される連続分布で、密度は
定義域と密度
区間 上で
ある打者について、いまのところ成功っぽさ 、失敗っぽさ と見積もると、真の打率 は ベータ分布
ベータ分布 が値をとる範囲は?
ベータ分布 の平均 は?
ベータ分布 はどの分布に一致する?
区間 上の連続分布 。比率・確率のモデルやベイズの共役事前に使う。
平均と分散は です。平均は「成功っぽさ が全体 に占める割合」という分かりやすい形をしています。 が大きいほど分散は小さくなり、 のどこかに鋭く集中します(証拠が多いほど位置が定まる、というイメージ)。
特別な場合として、 のとき密度が定数 になり、ちょうど区間 の一様分布 に一致します。ベータ分布は一様分布を含む、より広い" 上の分布の族"だと言えます。なおベイズ統計では、二項分布の成功確率 の事前分布にベータ分布を使うと、データを観たあとの事後分布もまたベータ分布になる(共役事前分布)という便利な性質があります。ただし数学の試験での比重は小さいので、まずは「比率 のモデルとして に住む柔軟な分布」という直感を押さえれば十分です。
平均と分散
、。
=一様分布
のとき密度が定数となり に一致する。ベータは一様を含む族。
形の柔軟さ
の大小で左寄り・右寄り・対称・U字など多彩な形を表せる。
ベイズの共役事前分布
二項の成功確率 の事前にベータを使うと、事後もベータになる(数学試験での比重は小さい)。
一様分布の順序統計量
からの標本 を小さい順に並べた 番目の順序統計量 は に従う(2018年度問題3・2023年度(2)ウで出題)。詳しい導出は 順序統計量を参照。
。
なら ベータ分布 で、 は0〜1のどこも等しく起こり得る。