σμimplied vol · KKmax(S−K,0)udβρᵢⱼfat tailsPnL · drawdownyield · TdSₜ = μSₜ dt + σSₜ dWₜC = S·N(d₁) − K·e⁻ʳᵀ·N(d₂)σₚ² = wᵀΣwd₁ = [ln(S/K) + (r + σ²⁄2)T] ⁄ σ√T∂V/∂t + ½σ²S²·∂²V/∂S² + rS·∂V/∂S − rV = 0Sharpe = (Rₚ − R_f) ⁄ σₚVaR₉₉ = μ − 2.33σρ = Cov(X,Y) ⁄ σₓσᵧE[Rₚ] = Σ wᵢ·E[Rᵢ]φ(x) = e^(−x²/2) ⁄ √2πE[Rᵢ] = R_f + βᵢ(E[Rₘ] − R_f)dXₜ = θ(μ − Xₜ)dt + σ dWₜσ²ₜ = ω + α·ε²ₜ₋₁ + β·σ²ₜ₋₁C − P = S − K·e⁻ʳᵀΔ = ∂V/∂S Γ = ∂²V/∂S²p = (e^(rΔt) − d) ⁄ (u − d)rₜ = ln(Pₜ ⁄ Pₜ₋₁)E[Xₜ₊₁ | ℱₜ] = Xₜf* = (bp − q) ⁄ bz = (x − μ) ⁄ σP(N=k) = λᵏe^(−λ) ⁄ k!Θ = −∂V/∂Tν = S·φ(d₁)·√Tmin wᵀΣw s.t. wᵀμ = μ*∫Σ∂∞λ
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σμimplied vol · KKmax(S−K,0)udβρᵢⱼfat tailsPnL · drawdownyield · TdSₜ = μSₜ dt + σSₜ dWₜC = S·N(d₁) − K·e⁻ʳᵀ·N(d₂)σₚ² = wᵀΣwd₁ = [ln(S/K) + (r + σ²⁄2)T] ⁄ σ√T∂V/∂t + ½σ²S²·∂²V/∂S² + rS·∂V/∂S − rV = 0Sharpe = (Rₚ − R_f) ⁄ σₚVaR₉₉ = μ − 2.33σρ = Cov(X,Y) ⁄ σₓσᵧE[Rₚ] = Σ wᵢ·E[Rᵢ]φ(x) = e^(−x²/2) ⁄ √2πE[Rᵢ] = R_f + βᵢ(E[Rₘ] − R_f)dXₜ = θ(μ − Xₜ)dt + σ dWₜσ²ₜ = ω + α·ε²ₜ₋₁ + β·σ²ₜ₋₁C − P = S − K·e⁻ʳᵀΔ = ∂V/∂S Γ = ∂²V/∂S²p = (e^(rΔt) − d) ⁄ (u − d)rₜ = ln(Pₜ ⁄ Pₜ₋₁)E[Xₜ₊₁ | ℱₜ] = Xₜf* = (bp − q) ⁄ bz = (x − μ) ⁄ σP(N=k) = λᵏe^(−λ) ⁄ k!Θ = −∂V/∂Tν = S·φ(d₁)·√Tmin wᵀΣw s.t. wᵀμ = μ*∫Σ∂∞λ
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Statistics 学习路线›模块 3 · 模型与回归›主题 3.1·~55分钟中级

最大似然估计

路线进度模块 3/4 · 主题 1/4
3.1 最大似然估计
—实验得分— / 100总 XP—连续天数—

使数据出现可能性最大的参数

假设数据来自某个含未知参数 θ\thetaθ 的分布族(如正态分布的均值和方差、泊松分布的速率)。似然函数 L(θ)=∏if(xi;θ)L(\theta)=\prod_i f(x_i;\theta)L(θ)=∏i​f(xi​;θ) 是实际观测到的数据的概率,视为 θ\thetaθ 的函数。最大似然估计选取使观测数据出现概率最大的 θ^\hat\thetaθ^。它是回归、波动率模型以及大部分机器学习背后的主力方法。

ℓ(θ)=∑i=1nln⁡f(xi;θ),θ^=arg⁡max⁡θ ℓ(θ),∂ℓ∂θ∣θ^=0\ell(\theta)=\sum_{i=1}^{n}\ln f(x_i;\theta),\qquad \hat\theta=\arg\max_\theta\,\ell(\theta),\qquad \frac{\partial\ell}{\partial\theta}\Big|_{\hat\theta}=0ℓ(θ)=i=1∑n​lnf(xi​;θ),θ^=argθmax​ℓ(θ),∂θ∂ℓ​​θ^​=0(1)

实践中最大化的是对数似然 ℓ\ellℓ:许多小数的乘积会下溢,也不便求导,而对数之和既稳定,最大值点又相同,因为对数是增函数。令导数为零,常见情形就有闭式解。泊松样本的 λ^=xˉ\hat\lambda=\bar xλ^=xˉ;伯努利样本的 p^\hat pp^​ 是成功的比例;正态样本的 μ^=xˉ\hat\mu=\bar xμ^​=xˉ,σ^2=1n∑(xi−xˉ)2\hat\sigma^2=\frac1n\sum(x_i-\bar x)^2σ^2=n1​∑(xi​−xˉ)2,分母是 nnn 而不是 n−1n-1n−1,所以在小样本中方差估计略微偏小。

三个快速的最大似然估计每分钟成交笔数 2,4,3,32,4,3,32,4,3,3 给出泊松速率 λ^=12/4=3\hat\lambda=12/4=3λ^=12/4=3。40 笔交易中 12 笔盈利给出 p^=12/40=0.3\hat p=12/40=0.3p^​=12/40=0.3,其对数似然为 12ln⁡0.3+28ln⁡0.7≈−24.43512\ln0.3+28\ln0.7\approx-24.43512ln0.3+28ln0.7≈−24.435;任何其他 ppp 的值都更低。对 1,2,3,4,51,2,3,4,51,2,3,4,5,正态的最大似然估计为 μ^=3\hat\mu=3μ^​=3,σ^2=10/5=2\hat\sigma^2=10/5=2σ^2=10/5=2,而无偏样本方差为 10/4=2.510/4=2.510/4=2.5:最大似然估计略小,差别随 nnn 增大而消失。
  • 似然:观测数据的概率,视为参数的函数。
  • MLE:使其最大的参数;为稳定起见最大化对数似然。
  • 性质:在温和条件下一致且渐近正态,但在小样本中不一定无偏。
对错误模型的良好拟合仍然是错的最大似然只会在你选定的分布族内找到最优参数。如果日收益率是厚尾的而你拟合了正态分布,得到的是最好的那个正态分布,它的方差仍然会低估暴跌风险。在信任拟合结果之前,要把拟合模型与数据对比(尾部计数、直方图),并考虑学生 ttt 这类尾部更厚的分布族。

实验:评分内容

  • 泊松速率10 分
  • 正态方差15 分
  • 胜率10 分
  • 对数似然15 分
  • 最大似然做什么15 分
  • MLE 的性质15 分
  • 为什么最大化对数似然20 分
0/ 已答 7 题
任务
1数值作答10 分未作答

四分钟内的成交笔数为 2、4、3、3。泊松速率的最大似然估计是多少?

λ^=\hat\lambda =λ^=允许误差:± 0.001
2数值作答15 分未作答

对样本 1、2、3、4、5,正态方差的最大似然估计(除以 n)是多少?

σ^2=\hat\sigma^{2} =σ^2=允许误差:± 0.001
3数值作答10 分未作答

40 笔交易中有 12 笔盈利。胜率的最大似然估计是多少?

p^=\hat p =p^​=允许误差:± 0.001
4数值作答15 分未作答

计算对数似然 12 ln(p) + 28 ln(1 - p) 在 p = 0.3 处的值(自然对数)。保留三位小数。

ℓ=\ell =ℓ=允许误差:± 0.01
5选择15 分未作答

最大似然估计选取什么?

6选择15 分未作答

选出所有正确的陈述。

7用文字解释20 分未作答

请用两句话说明为什么最大化对数似然而不是似然。

数学模式键盘或 LaTeX 输入第 1/7 题 · Ctrl ⏎ 检查

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