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Answer ZH

必備知識 (Prerequisites)

  • 獨立同分佈假設 (Independent and Identically Distributed, i.i.d.)
  • 伯努利分佈 (Bernoulli Distribution)
  • 聯合機率 (Joint Probability)

逐步推導 (Step-by-Step Derivation)

  1. 假設獨立同分佈 (i.i.d.):樣本集 D={x1,,xn}\mathcal{D} = \{x_1, \cdots, x_n\} 獨立地從同一個伯努利分佈中抽取。因此,給定參數 π\pi 的整個資料集的聯合機率 (joint probability) 是各個機率的乘積。 p(Dπ)=p(x1,,xnπ)=i=1np(xiπ)p(\mathcal{D}|\pi) = p(x_1, \cdots, x_n | \pi) = \prod_{i=1}^n p(x_i|\pi)

  2. 代入機率質量函數 (Probability mass function):對於單個樣本 xix_ip(xiπ)=πxi(1π)1xip(x_i|\pi) = \pi^{x_i} (1 - \pi)^{1-x_i}p(Dπ)=i=1n[πxi(1π)1xi]p(\mathcal{D}|\pi) = \prod_{i=1}^n \left[ \pi^{x_i} (1 - \pi)^{1-x_i} \right]

  3. 簡化表達式:將底數為 π\pi(1π)(1-\pi) 的項分別合併。 p(Dπ)=πi=1nxi(1π)i=1n(1xi)p(\mathcal{D}|\pi) = \pi^{\sum_{i=1}^n x_i} (1 - \pi)^{\sum_{i=1}^n (1-x_i)}

  4. 代入充分統計量 (Sufficient statistic):令 s=i=1nxis = \sum_{i=1}^n x_i。則 (1π)(1-\pi) 的指數變為 i=1n1i=1nxi=ns\sum_{i=1}^n 1 - \sum_{i=1}^n x_i = n - sp(Dπ)=πs(1π)nsp(\mathcal{D}|\pi) = \pi^s (1 - \pi)^{n-s} 這就完成了證明。