是否存在分布的非中心性的广义概念?

机器算法验证 分布 非中心
2022-03-20 14:51:38

概率分布理论是统计的支柱之一,是统计推断的基础。不止几个概率分布,它们是整洁的 O人们在初级阶段了解的许多分布(统计入门课程、概率论入门课程)是对称的(例如,正态分布Student'stLaplace等),并且许多分布是不对称的(泊松等)。χ2F

许多这些分布已被推广到“非中心”形式。例如,有非中心t非中心χ2非中心F等。这些分布相对于相应的“中心”分布版本共享概率分布的“移动”,无论“中央”版本是对称的或没有。[我希望在这里用双引号括起来的“转移”是什么意思很清楚,如果不是,请让我在评论中澄清。] 但是,还有其他类型的分布也需要这种“转移”,例如, 偏正态分布。

非中心分布的概念在直觉上是什么意思?关于非中央分布的维基百科条目(访问日期:2021 年 4 月 26 日)将它们描述为与

当测试的差异为空时,检验统计量如何分布,非中心分布描述了当空值为假时检验统计量的分布(因此备择假设为真),

但是,虽然这证实了我的预感,比如说阅读 Wellek 的关于等价性和非劣性的教科书中的大多数功率测试,但我仍然想了解如何从中心分布到非中心分布。为什么“中心”分布的任何旧“移动”风格都不是非中心概率分布?

提供一组通用步骤的奖励积分,这些步骤将一个从中心分布引导到正式意义上的非中心分布。例如,没有非中心正态分布的维基百科条目,尽管标准正态构成了检验的基础:我们将如何创建非中心正态分布(或任何其他非中心分布)?z

4个回答

很难理解如何回答这个问题。

对于任何给定的假设和任何给定的检验统计量,备择假设下的分布被认为是零下相同统计量分布的“非中心”版本。

在一些幸运的情况下,备择假设下的检验统计量具有与零下检验统计量分布共享参数族的分布。Z 检验在这方面是相当人为的。

非中心卡方、非中心 F 和非中心 T 的使用如此广泛,以至于它们在许多文献和软件中被引用,并且有一些有用的分析结果。如果非中心分布幸运地以封闭形式提供,我们通常期望“中心”对应物属于该族,就像 t 分布是非中心 t 的非中心性参数设置为0。

然而,除此之外,还有一大堆没有在文献中描述的分布。要么它们过于特殊,无法用于任何可概括(或教学)的用途,要么它们甚至不可用并且必须用数字来估计,即模拟。根据我的经验,任何远程非常规功率计算都依赖于模拟来识别测试统计数据的分布。据我所知,当 null 为假时,关于混合模型中的固定或随机效应、线性模型中的中介或自适应随机测试中的治疗分配的假设的检验统计量是高度不规则的,并且广泛的模拟研究与我们一样接近可以了解测试的操作特性。

我认为考虑非中心分布的一种简单方法是考虑如何从正态分布构建它们,例如,非中心 t 变量是,其中是标准正常和当非中心性参数时,我们在分子中具有标准正态分布,并且分布变为通常的 [central] Student t。其他非中心分布的构造类似。因此,当您的高斯变量具有非零均值时,这就是这些分布中出现非中心性的时候。Z+μV/νZVχν2μ=0

请注意,Student t 分布的“中心”版本是,它是在分析回归估计参数的属性时出现的。系数往往来自方差未知的正态分布,因此,Student t 的公式来自分子中的正态变量和分母中变量的平方根。ZV/νχ2

这些分布的偏斜变体与正态分布没有明确的联系。可以这么说,这是一个不同方向的概括。

自然,标准正态变量的唯一逻辑非中心扩展是具有非零均值的高斯变量。但是,这是一个微不足道的情况,没有人会将此分布称为“非中心正态”变量,但如果您愿意,您可以这样做。

我同意 Aksakal 和 AdamO 的观点,非中心变体是调查测试能力的结果。为了论证和推理的目的,测试本身假设了一个特定的零假设,使用事后抽样概率作为证据。当事实上替代假设为真时,Power 会探索检验的事前抽样概率。非中心性参数与真正的备择假设有关。例如,在通过引用二项式 CDF 测试二项式比例时,请考虑计算功效。将临界值与备选项下的二项式抽样分布进行比较,该分布的形状不同于零抽样分布。这不是一个简单的转变。

例如,对于 Wald 检验,我们假设标准误差是已知的,而不是原假设的函数,因此替代方案下的非中心分布只是一个移位的正态分布。这是一个简单的转变的原因是因为讨厌的参数没有被分析并且被认为是已知的。在这个简单的例子中要注意的一个有趣的事情是幂函数与 p 值函数相同。当使用更复杂的测试来分析有害参数之前将它们视为已知的(例如分数,LR)时,p 值函数在近似功率方面工作得非常好,这意味着我们可以完全避免非中心分布。在计算 p 值时,此分析用于说明已估计有害参数,即使它们被假定为已知。 这里是我的一篇论文,讨论了使用 p 值函数逼近幂函数。

约翰逊,GS(2021)。通过权力推断进行药物开发决策。研究门网。

掌握非中心分布的直观方法是通过它们的中心对应物。有几种非中心分布,如非中心卡方、非中心 F、非中心 T、非中心 beta、非中心负超几何、非中心 Wishart 等。它们都可以表示为相应中心分布的无限混合。混合的权重通常是泊松概率(如前四个),但也可以是负二项式权重(如非中心负超几何)。一个很好的起点是 R. Chattamveli (1995),“关于非中心 beta 分布函数的说明”,美国统计学家,第 49 卷,第 3 期。希望这会有所帮助