Articulo de referencia

Maurice Tweedie

Boyd Harshbarger"},"workplaces":{"wt":"[[Virginia Tech]] [[University of Manchester]] [[University of Liverpool]]"},"known_for":{"wt":"[[Inverse Gaussian distribution]] [[Tweedi...

Maurice Charles Kenneth Tweedie (30 de septiembre de 1919 – 14 de marzo de 1996) fue un físico médico y estadístico británico de la Universidad de Liverpool . Fue conocido por su investigación sobre las distribuciones de probabilidad de la familia exponencial . [ 1 ] [ 2 ]

Educación y carrera

Tweedie estudió física en la Universidad de Reading y obtuvo una licenciatura (general) y una licenciatura (especial) en física en 1939, seguidas de una maestría en física en 1941. Desarrolló una carrera en física de la radiación , pero su principal interés radicaba en la estadística matemática, donde sus logros superaron con creces sus puestos académicos.

Contribuciones

Distribuciones de Tweedie

Las contribuciones de Tweedie incluyeron un trabajo pionero con la distribución gaussiana inversa . [ 3 ] [ 4 ] Podría decirse que su mayor logro radica en la definición de una familia de modelos de dispersión exponencial caracterizados por el cierre bajo convolución aditiva y reproductiva , así como bajo transformaciones de escala , que ahora se conocen como los modelos de dispersión exponencial de Tweedie . [ 1 ] [ 5 ] Como consecuencia de estas propiedades, los modelos de dispersión exponencial de Tweedie se caracterizan por una relación de ley de potencias entre la varianza y la media, lo que los lleva a convertirse en focos de convergencia para un efecto similar al límite central que actúa sobre una amplia variedad de datos aleatorios. [ 6 ] El rango de aplicación de las distribuciones de Tweedie es amplio e incluye:

La fórmula de Tweedie

A Tweedie se le atribuye una fórmula publicada por primera vez en Robbins (1956), [ 15 ] que ofrece "un enfoque bayesiano empírico simple para corregir el sesgo de selección". [ 16 ] Seaμ{\displaystyle \mu }puede ser una variable latente que no observamos, pero sabemos que tiene una cierta distribución previa.pag(μ){\displaystyle p(\mu )}. Dejarincógnita=μ+ϵ{\displaystyle x=\mu +\epsilon }ser un observable, dondeϵnorte(0,Σ){\displaystyle \epsilon \sim N(0,\Sigma )}es una variable de ruido gaussiano (por lo tantopag(incógnita|μ)=norte(incógnita|μ,Σ){\displaystyle p(x|\mu )=N(x|\mu ,\Sigma )}) . Dejarρ(incógnita)=pag(incógnita|μ)pag(μ)dμ{\displaystyle \rho (x)=\int p(x|\mu )p(\mu ){\text{d}}\mu }sea ​​la densidad de probabilidad deincógnita{\displaystyle x}, entonces la media y la varianza posteriores deμ{\displaystyle \mu }dada la observaciónincógnita{\displaystyle x}son: mi[μ|incógnita]=incógnita+Σρ(incógnita)ρ(incógnita);Var[μ|incógnita]=mi[μμT|incógnita]mi[μ|incógnita]mi[μ|incógnita]T=Σ(2ρ(incógnita)ρ(incógnita)ρ(incógnita)ρ(incógnita)Tρ(incógnita)2)Σ+Σ{\displaystyle E[\mu |x]=x+\Sigma {\frac {\nabla \rho (x)}{\rho (x)}};\quad Var[\mu |x]=E[\mu \mu ^{T}|x]-E[\mu |x]E[\mu |x]^{T}=\Sigma \left({\frac {\nabla ^{2}\rho (x)}{\rho (x)}}-{\frac {\nabla \rho (x)\nabla \rho (x)^{T}}{\rho (x)^{2}}}\right)\Sigma +\Sigma } Los momentos posteriores de orden superior deμ{\displaystyle \mu }También se pueden obtener como expresiones algebraicas deρ,ρ,Σ{\displaystyle \nabla \rho ,\rho ,\Sigma }.

Prueba de la primera parte

Usandonorte(incógnita|μ,Σ)=norte(incógnita|μ,Σ)registronorte(incógnita|μ,Σ)=Σ1(incógnitaμ)norte(incógnita|μ,Σ){\displaystyle \nabla N(x|\mu ,\Sigma )=N(x|\mu ,\Sigma )\nabla \log N(x|\mu ,\Sigma )=-\Sigma ^{-1}(x-\mu )N(x|\mu ,\Sigma )}, obtenemos Σρ(incógnita)ρ(incógnita)=Σnorte(incógnita|μ,Σ)pag(μ)dμnorte(incógnita|μ,Σ)pag(μ)dμ=(incógnitaμ)norte(incógnita|μ,Σ)pag(μ)dμnorte(incógnita|μ,Σ)pag(μ)dμ=(incógnitaμ)pag(μ|incógnita)dμ=incógnita+mi[μ|incógnita],{\displaystyle \Sigma \,{\frac {\nabla \rho (x)}{\rho (x)}}={\frac {\Sigma \int \nabla N(x|\mu ,\Sigma )\,p(\mu ){\text{d}}\,\mu }{\int N(x|\mu ,\Sigma )\,p(\mu )\,{\text{d}}\mu }}=-{\frac {\int (x-\mu )N(x|\mu ,\Sigma )\,p(\mu )\,{\text{d}}\mu }{\int N(x|\mu ,\Sigma )\,p(\mu )\,{\text{d}}\mu }}=-\int (x-\mu )p(\mu |x)\,{\text{d}}\mu =-x+E[\mu |x],} donde hemos utilizado el teorema de Bayes para escribir pag(μ|incógnita)=pag(incógnita|μ)pag(μ)pag(incógnita)=norte(incógnita|μ,Σ)pag(μ)norte(incógnita|μ,Σ)pag(μ)dμ.{\displaystyle p(\mu |x)={\frac {p(x|\mu )p(\mu )}{p(x)}}={\frac {N(x|\mu ,\Sigma )\,p(\mu )}{\int N(x|\mu ,\Sigma )\,p(\mu )\,{\text{d}}\mu }}.}

La fórmula de Tweedie se utiliza en el método bayesiano empírico y en los modelos de difusión . [ 17 ]

Referencias

  1. 1 2 Tweedie, MCK (1984). "Un índice que distingue entre algunas familias exponenciales importantes". En Ghosh, JK; Roy, J (eds.). Estadística: Aplicaciones y nuevas direcciones . Actas de la Conferencia Internacional del Jubileo de Oro del Instituto Estadístico Indio. Calcuta: Instituto Estadístico Indio. págs. 579–604 . MR 0786162 .  
  2. Smith, CAB (1997). "Obituario: Maurice Charles Kenneth Tweedie, 1919–96" . Journal of the Royal Statistical Society, Serie A. 160 ( 1): 151–154 . doi : 10.1111/1467-985X.00052 .
  3. Tweedie, MCK (1957). "Propiedades estadísticas de las distribuciones gaussianas inversas. I." Ann Math Stat . 28 (2): 362– 377. doi : 10.1214/aoms/1177706964 .
  4. Tweedie, MCK (1957). "Propiedades estadísticas de las distribuciones gaussianas inversas. II". Ann Math Stat . 28 : 695– 705.
  5. Jørgensen, B (1987). "Modelos de dispersión exponencial". Journal of the Royal Statistical Society, Serie B. 49 ( 2): 127– 162. doi : 10.1111/j.2517-6161.1987.tb01685.x .
  6. Jørgensen, B; Martinez, JR; Tsao, M (1994). "Comportamiento asintótico de la función de varianza". Scand J Stat . 21 : 223– 243.
  7. Kendal, WS (2004). "La ley de potencia ecológica de Taylor como consecuencia de los modelos de dispersión exponencial invariantes de escala". Ecol Complex . 1 (3): 193– 209. Bibcode : 2004EcoCm...1..193K . doi : 10.1016/j.ecocom.2004.05.001 .
  8. 1 2 3 4 Kendal, WS; Jørgensen, BR (2011). "Convergencia de Tweedie: una base matemática para la ley de potencia de Taylor, ruido 1/f y multifractalidad" . Phys. Rev. E. 84 ( 6) 066120. Bibcode : 2011PhRvE..84f6120K . doi : 10.1103/physreve.84.066120 . PMID 22304168 . 
  9. Kendal, WS; Jørgensen, B (2011). "La ley de potencias de Taylor y la escala de fluctuaciones explicadas por una convergencia similar al límite central". Phys. Rev. E . 83 (6) 066115. Bibcode : 2011PhRvE..83f6115K . doi : 10.1103/physreve.83.066115 . PMID 21797449 . 
  10. Kendal WS. 2002. Distribución de frecuencias para el número de metástasis orgánicas hematógenas. Invasion Metastasis 1: 126–135.
  11. Kendal, WS (2003). "Un modelo de dispersión exponencial para la distribución de polimorfismos de un solo nucleótido humanos" . Mol Biol Evol . 20 (4): 579– 590. doi : 10.1093/molbev/msg057 . PMID 12679541 . 
  12. Kendal, WS (2004). "A scale invariant clustering of genes on human chromosome 7" . BMC Evol Biol . 4 3. doi : 10.1186/1471-2148-4-3 . PMC 373443. PMID 15040817 .  
  13. Kendal, WS (2001). "Un modelo estocástico para la heterogeneidad autosimilar del flujo sanguíneo de órganos regionales" . Proc Natl Acad Sci USA . 98 (3): 837– 841. Bibcode : 2001PNAS...98..837K . doi : 10.1073 / pnas.98.3.837 . PMC 14670. PMID 11158557 .  
  14. Kendal, W. (2015). "Criticalidad autoorganizada atribuida a un efecto de convergencia similar al límite central". Physica A. 421 : 141–150 . Bibcode : 2015PhyA..421..141K . doi : 10.1016 /j.physa.2014.11.035 .
  15. Robbins, Herbert E. (1992), "Un enfoque bayesiano empírico para la estadística" , en Kotz, Samuel; Johnson, Norman L. (eds.), Avances en estadística , Springer Series in Statistics, Nueva York, NY: Springer New York, pp. 388–394 , doi : 10.1007/978-1-4612-0919-5_26 , ISBN  978-0-387-94037-3Consultado el 21 de septiembre de 2023.
  16. Efron, B (2011). " La fórmula de Tweedie y el sesgo de selección" . Journal of the American Statistical Association . 106 (496): 1602– 1614. doi : 10.1198/jasa.2011.tm11181 . JSTOR 23239562. PMC 3325056. PMID 22505788 .   
  17. ^ Canción, Yang; Sohl-Dickstein, Jascha; Kingma, Diederik P.; Kumar, Abhishek; Ermón, Stefano; Poole, Ben (2020). "Modelado generativo basado en puntuaciones mediante ecuaciones diferenciales estocásticas". arXiv : 2011.13456 [ cs.LG ].