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bootstrap是什么(统计学)
在统计学中,bootstrap是一种重要的抽样技术,用于估计统计量的分布以及计算置信区间。它是由Bradley Efron在1979年提出的,为了解决传统统计方法在样本较小或总体分布未知时的不足。bootstrap方法通过从原始样本中有放回地抽取大量的重复样本,来模拟总体的分布,从而得到统计量的抽样分布。
bootstrap的基本原理 bootstrap的基本思想是通过样本自身的信息来对总体分布进行估计。在传统的统计方法中,我们通常假设总体分布的形状,并使用样本数据对参数进行估计。然而,当样本较小或总体分布未知时,这种假设可能导致估计结果不准确。bootstrap方法通过从样本中有放回地抽取大量的重复样本,形成一个“虚拟总体”,然后在这个虚拟总体上计算统计量,如均值、中位数、标准差等。重复这个过程很多次,我们就得到了统计量的抽样分布,从而可以对其进行推断和估计。
bootstrap的步骤 使用bootstrap方法进行统计推断通常包括以下步骤:
Step 1: 从原始样本中有放回地抽取大量的重复样本。每个重复样本的大小与原始样本相同。
Step 2: 对每个重复样本计算所关心的统计量,如均值、中位数、标准差等。
Step 3: 重复步骤1和步骤2很多次(通常是1000次或更多),形成统计量的抽样分布。
Step 4: 根据抽样分布计算统计量的置信区间,得到统计量的估计值以及其不确定性范围。
简单易行:bootstrap方法不需要对总体分布做任何假设,只需从样本中有放回地抽样即可,因此在实际操作中比较简单易行。
无偏性:在样本足够大的情况下,bootstrap估计通常是无偏的,并且可以提供较好的精度。
非参数性:由于bootstrap不需要对总体分布做任何假设,因此被称为一种非参数方法。
高效性:bootstrap方法可以灵活地应用于各种不同类型的统计量,如均值、中位数、相关系数等。
bootstrap方法在参数估计、假设检验、回归分析等领域广泛应用。特别是在小样本情况下,bootstrap方法的优势更加显著,它能够更准确地估计统计量的分布,提供更可靠的推断结果。
总结: 在统计学中,bootstrap是一种重要的抽样技术,用于估计统计量的分布以及计算置信区间。它通过从原始样本中有放回地抽取大量的重复样本,模拟总体分布,从而得到统计量的抽样分布。bootstrap方法在参数估计、假设检验、回归分析等领域广泛应用,特别在小样本情况下表现优异。由于bootstrap方法不需要对总体分布做任何假设,被称为一种非参数方法,具有简单易行、无偏性和高效性等优势,为统计学提供了一种强大而灵活的推断工具。
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