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充足性,Beta与Dirichlet分布

Beta分布

无差别原理的推论之一即均匀的先验概率分布,这也与最大熵原理相关。
但是均匀的先验概率分布并不适用于所有情况。在19世纪末到20世纪初,Hardy与Whitworth相互独立地提出了利用Beta概率分布描述先验概率分布,即Beta Priors。
Beta分布表示的是概率的概率,例如在抛硬币结果序列前对”两种随机变量之一的概率为50%”赋予的概率的连续分布。
Beta分布有两个正值参数: $\alpha$和$\beta$,Beta分布表示为$Beta(a,b)=\frac{x^{\alpha -1}(1-x)^{\beta -1}}{B(\alpha,\beta)}$,其中$B$为Beta函数。
Beta分布的均值(期望值)为: $E(X)=\frac{\alpha}{\alpha +\beta}$。
Beta分布的方差为: $\frac{\alpha\beta}{(\alpha +\beta)^2(\alpha +\beta +1)}$。
Beta分布是Bernoulli/二项分布/负二项分布和几何分布的共轭先验分布。
当$\alpha$与$\beta$都取值为1时,Beta分布即为均匀分布。由此可见,无差别原理仅为Beta分布的特例。

Dirichlet分布

Dirichlet分布是将Beta分布由二项分布推广到多项分布后的共轭分布。

充足性假设

由W.E.Johnson在1920s提出,其实质即将Hardy与Whitworth的Beta先验分布扩充为多项分布的Dirichlet先验分布。
值得一提的是,卡尔纳普在1952年提出的归纳方法的连续统(The Continuum of Inductive Methods)也是将其1950年的归纳逻辑系统发展成具有Dirichlet先验分布的系统。