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最大似然估計

最大似然估計(Maximum Likelihood Estimation,簡稱MLE)是一種在統計學中常用的參數估計方法。它基於這樣的思想:找到一組參數,使得這些參數在給定的機率模型下,使得觀察到的數據出現的可能性(即似然值)最大化。

具體來說,最大似然估計的步驟如下:

定義似然函式。似然函式是描述在給定參數下,觀察到的數據出現的機率。如果數據集有n個獨立同分布(iid)的隨機變數,那麼似然函式就是這些變數在給定參數下的聯合機率密度函式。

最大化似然函式。通過最大化似然函式來估計參數。這通常涉及到對似然函式進行求導,並找到導數為零的點,即最大值。

對數化簡。在實際操作中,由於似然函式可能非常複雜,通常先對其取對數,將最大化似然函式的問題轉化為求對數似然函式的最大值問題,這樣處理起來更加方便。

例如,如果數據服從泊松分布,那麼可以通過最大化泊松分布的似然函式來估計泊松參數λ。

最大似然估計的優點包括其簡單性和一致性,即在樣本量足夠大時,它能夠很好地估計參數。然而,它也有一些局限性,例如可能無法處理具有複雜依賴關係的數據,或者當模型選擇不當時,可能導致不準確的參數估計。此外,最大似然估計通常不提供參數不確定性的度量,這可能限制了其在某些套用中的實用性。