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,主 ,最尤推定 布母数 推定 い 報告 。

, 度主義 方法 あ , 母数 真 値 い

う見方 依拠 い 。 ,ベ 推定 見方 , 度主義 対極的 ,母数 確率 布 捉え 。後者 う ,外国語教育 実務的状況 適 い 場 合 あ ,解析精度 い , 面 い 優 あ 。

ベ 推定 概略 い , 稿 範 い , , 連鎖 ン

法 MCMC ,母数 後 布 posterior distribution ン

得 方法 い 紹 。ベ 推定やMCMC自体 い ,豊 2015, 2016 ,

松浦 2016 参考 い。 ,昨 ,草薙 2017b ,草薙 岡 2016 ,

草薙 石 2016 ,草薙 to appear ,ベ 統計 応用 外国語教育 関

研究実践や学会主催 ワ ョッ 見 う 。

,以 う 観測 い ,正規 布 仮定 , 母 均 母 散 い ベ 推定 要領 検討 い 。

32

#正規 布 従う ータ例 作成

set.seed(0)

dat.mcmc1<-rnorm(1000,50,10)

R い ,母 均値 母 散 後 布 ン 得 簡単 方法

,MCMCpack ッ Martin, Quinn, & Park, 2011 MCMCregress関数

coda ッ Plummer, Best, Cowles, & VInes, 2006 使 う あ う 。

MCMCregress 関数 来, ン ン 一般線形 係数

後 布 関数 あ , 援用 ,母 均 母 散 後 布 ン ン う 。 関数 ,回帰係数 前 布 多変 正規 布 , 条件 誤 差 散 前 布 逆 ン 布 設 定 い 。 ン ン 区 間

1,000, 後 復回数 10,000 , 前 布 形状 い , 関数

従う場合,以 う MCMC計算 う 。

#MCMC 例

library(MCMCpack);library(coda);set.seed(0)

posterior1<-MCMCregress(dat.mcmc1~1,burnin=1000,mcmc=10000)

後 布 ン 要約 ,以 う 情報 得 。母数 ン

い 2.5% 97.5% , 95%ベ 信用区間 限 限

, 値 信用区間 論文 報告 い。

Iterations = 1001:11000 Thinning interval = 1 Number of chains = 1

Sample size per chain = 10000

1. Empirical mean and standard deviation for each variable, plus standard error of the mean:

Mean SD Naive SE Time-series SE (Intercept) 49.84 0.3139 0.003139 0.003139 sigma2 99.77 4.4784 0.044784 0.046521 2. Quantiles for each variable:

2.5% 25% 50% 75% 97.5%

(Intercept) 49.23 49.63 49.84 50.05 50.46 sigma2 91.34 96.66 99.67 102.69 108.87

33

MCMC 結果 可視化 , plot 関数 渡

便利 あ 。 結果 14 あ 。 側 ,MCMC計算 各母数 表 ,右側 , 後 布 得 各母数 布 密度曲線 表 あ 。

summary(posterior1) plot(posterior1)

14. MCMC 各母数 後 布 正規 布 例

MCMC 計算 う際 , 束診断 可 あ 。 Geweke 束

診断 断 。Geweke 束診断 , 連鎖 前後 値 差 検

討 ,慣習的 ,[Z] < 1.96 あ い e.g., Plummer, Best, Cowles, &

VInes, 2006 。 例 ,両方 母数 問題 束 断 。

geweke.diag(posterior1)

ン 布 ッ 場合 様 ,MCMCpoisson 関数 使用 母数λ

後 布 ン 得 。

# ン 布 場合

set.seed(0);dat.mcmc2<-rpois(1000,5)

posterior2<-MCMCpoisson(dat.mcmc2~1,burnin=1000,mcmc=10000) summary(exp(posterior2))

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布 い ,尤度関数 自 用意 , 例 様

, 母数 後 布 い 検 討 。 , 法

MCMCmetrop1R 関数 使 ,指数正規合成 布 母数 い 検討 。 初

期値 正解 設定 。 , 前 布 無情報 前 布 設定

, ン ン区間 1,000, 復回数 50,000回 あ 。 , 15 MCMC計

算 結果 可視化 。

#指数正規合成 布 従う数値例を作成 set.seed(0)

dat.mcmc3<-rexgauss(1000,3000,1000,1000)

#関数を準備

llf<-function(beta,x){

sum(log(dexgauss(x,beta[1],beta[2],beta[3]))) }

#MCMC計算

posterior3<-MCMCmetrop1R(llf,theta.init=c(3000,1000,1000),x=dat.mcmc3, mcmc=50000,burnin=1000)

plot(posterior3)

15. MCMC 各母数 後 布 指数正規合成 布 例

35

例 い , 必要性 薄い , 後 布 ン い ,推

定 値 多 箱 示 あ 。 16 あ 。 ,

紙幅 節約 いう 都合 いい , 母数 大

い , 親 注意 必要 あ 。

#箱ひ 図

post.df<-as.data.frame(posterior3)

boxplot(post.df,names=c("mu","sigma","tau"),col="lightblue", horizontal=T,xlab="Estimate")

16. 各母数 後 布 示 箱

う ,最尤推定 ,一種 ベ 推定 要領 ,確率 布

母数 い 柔軟 検討 。 ベ 推定 利 一部

過 , ,得 推定値や推定区間 い ,最尤推定や 後

ッ 法 信 区間 構築 大差 い。 ,ベ 推定 主 利 ,階 ベ

う , 複雑 構築 , 母数 前 布 い

,研究者 自 設定 あ 。 関 機会 譲 い。

3.4

確率分布 推定母数 期待値や分散

観測 対 確率 布 ッ 方法 ,従来 記述統計 代わ い。 稿 述 う ,観測 従来 や 方 記述 要

い。 ,仮 ,観測 対 あ 確率 布 十 ッ い 場合,

確率 布 推定母数 ,期待値や 散 計算 理解 あ 。 え , ン 布 従う変数X 期待値 ,k θ 母数化 ,

msigmaa

1000 1500 2000 2500 3000

分sっimaっe

36

= 4

あ ,α β 母数化 ,

= 5

あ 。 , 散 ,k θ 母数化 ,

= 6

あ ,α β 母数化 ,

= 7

あ 。歪度 8 式,尖度 9 式 う 。 k α 替え い。

= 2

8

=6 9

ン 布 簡単 例 あ , 布 い 様 期待値

計算 。 , ン 布 母数 , 均, 散,歪度,尖度 計算 以 通 あ 。

gammadescriptive<-function(shape,scale){

m<-shape*scale v<-shape*(scale^2) s<-2/sqrt(shape) k<-6/shape

result<-list("mean"=m,"variance"=v,"skew"=s,"kurtosis"=k) result

}

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う ,観測 対 あ 確率 布 適合 , 母数 報告 い 研究実践 い ,仮 記述統計 落 , 後的

値 計算 可能 あ 。 , 均, 散,歪度,尖度 任意 布 母数 正確 推定 , 容易 い。

3.5

乱数生成 再現可能性

記 少 関連 ,確率 布 ッ 方法 , ュ ョン研 究 強い関連 い 。観測 代表 関数 あ , 関数 従う

生成 可能 あ , 場合,観測 対 確率 布

ッ 実践 ,計算 再現性 高 行 草薙, 2016 。 ,発

展的 関数 , ュ ョン研究 可能 いう

要 利 あ 。外国語教育研究 関 ュ ョン研究 ,い 幕 開い いえ い状況 あ ,観測 対 確率 布 ッ 実践 ,

自体 瑣 あ , 新 い種類 研究 可能性 あ 。

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