Wie würden Sie IID (unabhängig und identisch verteilt) nicht-technischen Personen erklären?
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Nichttechnische Erklärung:
Unabhängigkeit ist ein sehr allgemeiner Begriff. Zwei Ereignisse gelten als unabhängig, wenn Sie durch das Auftreten eines Ereignisses keine Informationen darüber erhalten, ob das andere Ereignis eingetreten ist oder nicht. Insbesondere die Wahrscheinlichkeit, dass wir das zweite Ereignis zuschreiben, wird durch die Kenntnis, dass das erste Ereignis eingetreten ist, nicht beeinflusst.
Beispiel für unabhängige Ereignisse, möglicherweise identisch verteilt.
Wirf zwei verschiedene Münzen nacheinander. Unter der Annahme, dass Ihr Daumen beim Umwerfen der ersten Münze nicht übermäßig müde geworden ist, kann davon ausgegangen werden, dass das Wissen, dass der erste Münzwurf zu Heads geführt hat, in keiner Weise einen Einfluss auf die Wahrscheinlichkeit hat, dass Heads beim zweiten Wurf auftreten. Die beiden Ereignisse gelten als unabhängige Ereignisse.
Wenn wir wissen oder hartnäckig darauf bestehen, dass die beiden Münzen unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten haben, zu Köpfen zu führen, sind die Ereignisse nicht identisch verteilt.
Wenn wir wissen oder annehmen , dass die beiden Münzen , die haben gleiche Wahrscheinlichkeit der kommenden Heads, dann werden die oben genannten Ereignisse auch identisch verteilt, was bedeutet , dass sie beide die gleiche Wahrscheinlichkeit haben von auftreten. Beachten Sie jedoch, dass die Wahrscheinlichkeit von Heads nicht gleich der Wahrscheinlichkeit von Tails ist , es sei denn, . Wie in einem der Kommentare erwähnt, ist "identische Verteilung" nicht dasselbe wie "gleich wahrscheinlich".p p = 1p p p=12
Beispiel für identisch verteilte, nicht unabhängige Ereignisse Stellen
Sie sich eine Urne mit zwei Kugeln vor, einer schwarzen und einer weißen. Wir greifen hinein und ziehen die beiden Bälle nacheinander heraus, wobei wir zufällig den ersten auswählen (und dies bestimmt natürlich die Farbe des nächsten Balls). Somit sind die beiden wahrscheinlichsten Ergebnisse des Experiments (Weiß, Schwarz) und (Schwarz, Weiß), und wir sehen, dass der erste Ball mit gleicher Wahrscheinlichkeit Schwarz oder Weiß ist und der zweite Ball ebenfalls mit gleicher Wahrscheinlichkeit Schwarz oder Weiß. Mit anderen Worten, die Ereignisse sind zwar identisch verteilt, aber sie sind definitiv nicht1
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Eine Zufallsvariable ist eine Variable, die die Wahrscheinlichkeit aller möglichen Ereignisse in einem Szenario enthält. Erstellen Sie beispielsweise eine Zufallsvariable, die die Anzahl der Köpfe in 100 Münzwürfen darstellt. Die Zufallsvariable wird die Wahrscheinlichkeit enthalten, 1 Kopf, 2 Köpfe, 3 Köpfe ... bis hin zu 100 Köpfen zu bekommen. Nennen wir diese Zufallsvariable X .
Wenn Sie zwei Zufallsvariablen haben, dann sind sie IID (unabhängig identisch verteilt), wenn:
Randnotiz: Unabhängigkeit bedeutet auch, dass Sie Wahrscheinlichkeiten multiplizieren können. Nehmen wir an, die Wahrscheinlichkeit von Köpfen ist p, dann ist die Wahrscheinlichkeit, zwei Köpfe hintereinander zu bekommen, p * p oder p ^ 2.
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Dass zwei abhängige Variablen die gleiche Verteilung haben können, zeigt dieses Beispiel:
Angenommen, zwei aufeinanderfolgende Experimente mit jeweils 100 Würfen einer voreingenommenen Münze, wobei die Gesamtzahl der Köpfe als Zufallsvariable X1 für das erste Experiment und X2 für das zweite Experiment modelliert wird. X1 und X2 sind binomische Zufallsvariablen mit den Parametern 100 und p, wobei p die Vorspannung der Münze ist.
Als solche sind sie identisch verteilt. Sie sind jedoch nicht unabhängig, da der Wert des ersteren ziemlich aussagekräftig für den Wert des letzteren ist. Das heißt, wenn das Ergebnis des ersten Experiments 100 Heads ist, sagt dies viel über die Vorspannung der Münze aus und gibt uns daher viele neue Informationen bezüglich der Verteilung von X2.
X2 und X1 sind immer noch identisch verteilt, da sie von derselben Münze abgeleitet sind.
Was auch wahr ist, ist, dass, wenn 2 Zufallsvariablen abhängig sind, der hintere Teil von X2 bei gegebenem X1 niemals derselbe ist wie der vorherige Teil von X2 und umgekehrt. Während, wenn X1 und X2 unabhängig sind, sind ihre Posteriors ihren Priors gleich. Wenn also zwei Variablen abhängig sind, führt die Beobachtung einer von ihnen zu überarbeiteten Schätzungen hinsichtlich der Verteilung der zweiten. Trotzdem können beide aus derselben Distribution stammen. Wir lernen dabei lediglich mehr über die Art dieser Distribution. Wenn wir zu den Münzwurfexperimenten zurückkehren, könnten wir zunächst annehmen, dass X1 und X2 einer Binomialverteilung mit den Parametern 100 und 0,5 folgen, wenn keine Informationen vorliegen. Aber nachdem wir 100 Köpfe in einer Reihe beobachtet haben, würden wir unsere Schätzung bezüglich des p-Parameters sicherlich revidieren, um sie ziemlich nahe an 1 zu bringen.
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Eine Aggregation mehrerer zufälliger Ziehungen aus derselben Verteilung. Ein Beispiel ist das 10.000-fache Herausziehen eines Marmors aus dem Beutel und das Zählen der Male, die Sie den roten Marmor herausziehen.
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Eine identische Verteilung bedeutet jedoch nicht unbedingt Unabhängigkeit.
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