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Changes between Version 1 and Version 2 of IntroModels


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Sep 20, 2010, 5:02:59 PM (14 years ago)
Author:
Pedro Gea
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  • IntroModels

    v1 v2  
    2727 
    2828De manera general podríamos expresar la ecuación de un submodelo como:
    29 {{{
    30 //#!latex
    31 Y=\sum_{i}{\beta_i X_i} +N
    32 }}}
    3329
    34 {{{
    35 Y = Sum_i(β_i X_i) + N
    36 }}}
    37 donde {{{Y}}} es el output, {{{E_i = β_i X_i}}} son los términos explicativos y {{{N}}} es el ruido.
     30[[LatexEquation(Y=\sum_{i}{\beta_i X_i} +N)]]
     31
     32donde [[LatexEquation(Y)]] es el output, [[LatexEquation(E_i = \beta_i X_i)]] son los términos explicativos y [[LatexEquation(N)]] es el ruido.
    3833
    3934=== El output ===
     
    4439
    4540Con la aparición de la transformación aparece una cierta ambigüedad en el concepto de output, ya que hay dos variables, la variable original sin transformar y la variable transformada.  En MMS adoptamos el criterio de llamar observaciones a la primera y output a la segunda, de modo que el output continua siendo el término explicado (situado a la izquierda de la ecuación):
    46 {{{
    47 Y = T(V)
    48 }}}
    49 donde {{{Y}}} continua siendo el output, {{{T}}} es la transformación y {{{V}}} son las observaciones.
     41
     42[[LatexEquation(Y = T(V))]]
     43
     44donde [[LatexEquation(Y)]] continua siendo el output, [[LatexEquation(T)]] es la transformación y [[LatexEquation(V)]] son las observaciones.
    5045
    5146=== Los términos explicativos ===
    5247
    5348El output en un modelo lineal es explicado como una suma de términos que denominamos términos explicativos. Los términos explicativos tienen la forma de un producto de un coeficiente, el parámetro, por una variable comúnmente denominada variable explicativa o input. El término explicativo se puede expresar como:
    54 {{{
    55 E_i = β_i X_i
    56 }}}
    57 donde {{{E_i}}} es el término explicativo {{{i}}}-ésimo, {{{β_i}}} su parámetro y {{{X_i}}} su input.
     49
     50[[LatexEquation(E_i = \beta_i X_i)]]
     51
     52donde [[LatexEquation(E_i)]] es el término explicativo [[LatexEquation(i)]]-ésimo, [[LatexEquation(\beta_i)]] su parámetro y [[LatexEquation(X_i)]] su input.
    5853
    5954Los términos explicativos se pueden generalizar y así introducir relaciones no lineales como una función de varias variables explicativas y varios parámetros, que en general podemos denominar no-lineales:
    60 {{{
    61 E_i = β_i f_i(U_j; δ_k)
    62 }}}
    63 donde {{{U_j}}} representa al conjunto de variables explicativas o inputs y {{{δ_k}}} al conjunto de parámetros no-lineales. Al factor {{{f_i(U_j; δ_k)}}} que sustituye al input {{{X_i}}} lo denominamos filtro del término explicativo.
     55
     56[[LatexEquation(E_i = \beta_i f_i(U_j; \delta_k))]]
     57
     58donde [[LatexEquation(U_j)]] representa al conjunto de variables explicativas o inputs y [[LatexEquation(\delta_k)]] al conjunto de parámetros no-lineales. Al factor [[LatexEquation(f_i(U_j; \delta_k))]] que sustituye al input [[LatexEquation(X_i)]] lo denominamos filtro del término explicativo.
    6459
    6560=== El ruido ===
    6661
    6762En un modelo lineal el término que recoge la parte no explicada del output se conoce como error, ruido o perturbación. Comúnmente este término admite las hipótesis de normalidad con media cero, varianza constante e independencia de las perturbaciones:
    68 {{{
    69 E[N_i] = 0
    70 Var(N_i) = σ^2
    71 E[N_i N_(j≠i)] = 0
    72 }}}
     63
     64[[LatexEquation(\begin{align} & E[N_i] = 0 \\ & Var(N_i) = \sigma^2 \\ & E[N_i N_{(j \neq i)}] = 0 \end{align})]]
     65
    7366es decir:
    74 {{{
    75 N ~ Normal(0, σ^2 I)
    76 }}}
     67
     68[[LatexEquation(N \sim Normal(0, \sigma^2 I))]]
    7769
    7870Los modelos lineales descritos se pueden extender si consideramos que el ruido tiene la estructura de un proceso ARIMA:
    79 {{{
    80 N ~ ARIMA(R; ϕ_i, θ_j)
    81 }}}
    82 donde {{{ϕ_i}}} y {{{θ_j}}} son los parámetros de ruido ARIMA y {{{R}}} sus residuos que ahora representan a las perturbaciones que admiten la hipótesis de normalidad anterior:
    83 {{{
    84 R ~ Normal(0, σ^2 I)
    85 }}}
     71
     72[[LatexEquation(N \sim ARIMA(R; \phi_i, \theta_j))]]
     73
     74donde [[LatexEquation(\phi_i)]] y [[LatexEquation(\theta_j)]] son los parámetros de ruido ARIMA y [[LatexEquation(R)]] sus residuos que ahora representan a las perturbaciones que admiten la hipótesis de normalidad anterior:
     75
     76[[LatexEquation(R \sim Normal(0, \sigma^2 I))]]
    8677
    8778== La jerarquía ==
     
    9788 
    9889Una jerarquía puede expresarse en forma de ecuación como:
    99 {{{
    100 ζ = Sum_i(γ_i Z_i) + N
    101 }}}
    102 donde {{{ζ}}} representa al conjunto de parámetros explicados o output de la jerarquía, {{{H_i = γ_i Z_i}}} a cada uno de los términos explicativos de la jerarquía y {{{N}}} al ruido.
     90
     91[[LatexEquation(\zeta = \sum_i{\gamma_i Z_i} + N)]]
     92
     93donde [[LatexEquation(\zeta)]] representa al conjunto de parámetros explicados o output de la jerarquía, [[LatexEquation(H_i = \gamma_i Z_i)]] a cada uno de los términos explicativos de la jerarquía y [[LatexEquation(N)]] al ruido.
    10394
    10495=== Output de la jerarquía ===
    10596
    10697El output de la jerarquía es el conjunto o la selección de parámetros que va a expresarse como una regresión de los nuevos parámetros:
    107 {{{
    108 ζ = {β_h}
    109 }}}
    11098
    111 Este conjunto de parámetros {{{ {β_h} }}} no está limitado a los parámetros de los submodelos sino que puede estar formado por cualquier parámetro de un submodelo o de una jerarquía ya definida.
     99[[LatexEquation(\zeta = {\beta_h})]]
     100
     101Este conjunto de parámetros [[LatexEquation( {\beta_h} )]] no está limitado a los parámetros de los submodelos sino que puede estar formado por cualquier parámetro de un submodelo o de una jerarquía ya definida.
    112102
    113103Aún más, el output de una jerarquía puede estar formado por combinaciones lineales de parámetros, de modo que un elemento del output puede ser (i) un parámetro de un submodelo, (ii) un parámetro de una jerarquía o (iii) una combinación lineal de parámetros.
    114104
    115105De manera general podemos expresar cada elemento del output como:
    116 {{{
    117 ζ_h = Sum_(i∈C_h)(α_(h,i) β_i)
    118 }}}
    119 donde {{{ζ_h}}} es el elemento {{{h}}}-ésimo del output y {{{α_(h,i)}}} son los coeficientes de la combinación lineal {{{C_h}}} de parámetros {{{β_i}}}.
     106
     107[[LatexEquation(\zeta_h = \sum_{i \in C_h}{\alpha_(h,i) \beta_i})]]
     108
     109donde [[LatexEquation(\zeta_h)]] es el elemento [[LatexEquation(h)]]-ésimo del output y [[LatexEquation(\alpha_(h,i))]] son los coeficientes de la combinación lineal [[LatexEquation(C_h)]] de parámetros [[LatexEquation(\beta_i)]].
    120110
    121111=== Términos de la jerarquía ===
    122112
    123113El output de la jerarquía, como en otro modelo lineal, es explicado como una suma de términos que aquí denominamos términos de la jerarquía. Éstos tienen la forma de un producto de un coeficiente, el hiperparámetro, por un conjunto de coeficientes que hacen las veces de inputs de la jerarquía y que dan significado a los hiperparámetros. El término de una jerarquía se puede expresar como:
    124 {{{
    125 H_i = γ_i Z_i
    126 }}}
    127 donde {{{H_i}}} es el término {{{i}}}-ésimo, {{{γ_i}}} su hiperparámetro y {{{Z_i}}} el “hiperinput” que expresa las posibles relaciones lineales entre los parámetros explicados en la jerarquía.
     114
     115[[LatexEquation(H_i = \gamma_i Z_i)]]
     116
     117donde [[LatexEquation(H_i)]] es el término [[LatexEquation(i)]]-ésimo, [[LatexEquation(\gamma_i)]] su hiperparámetro y [[LatexEquation(Z_i)]] el “hiperinput” que expresa las posibles relaciones lineales entre los parámetros explicados en la jerarquía.
    128118
    129119=== Ruido ===
    130120
    131121El término de ruido o perturbaciones de una jerarquía es similar al de un submodelo y comúnmente admite las hipótesis de normalidad con media cero, varianza constante e independencia:
    132 {{{
    133 N ~ Normal(0, σ^2 I)
    134 }}}
     122
     123[[LatexEquation(N \sim Normal(0, \sigma^2 I))]]
     124
    135125Este término puede extenderse eliminando la hipótesis de varianza constante e independencia entre las perturbaciones e introduciendo en general una matriz de covarianza de forma que:
    136 {{{
    137 N ~ Normal(0, Σ)
    138 }}}
    139 donde {{{Σ}}} es la matriz de covarianza.
     126
     127[[LatexEquation(N \sim Normal(0, \Sigma))]]
     128
     129donde [[LatexEquation(\Sigma)]] es la matriz de covarianza.
    140130
    141131== Información a priori ==
     
    143133El modelo en MMS dispone de la posibilidad de añadir información a priori sobre los parámetros o sobre combinaciones lineales de ellos.
    144134Esta información a priori puede ser de dos tipos: una distribución de probabilidad normal a priori y una restricción de dominio. Éstas pueden expresarse como:
    145 {{{
    146 ζ_h^((0)) ~ Normal(μ_h, σ_h^2)
    147 ζ_(h,min) < ζ_h < ζ_(h,max)
    148 }}}
    149 donde {{{ζ_h}}} es un parámetro o combinación de parámetros cualquiera del modelo, {{{μ_h}}} y {{{σ_h^2}}} son los parámetros de su distribución normal a priori, y {{{ζ_(h,min)}}} y  {{{ζ_(h,max)}}} los extremos de su intervalo de dominio.
     135
     136[[LatexEquation(\zeta_h^{(0)} \sim Normal(\mu_h, \sigma_h^2))]]
     137
     138[[LatexEquation(\zeta_{h,min} < \zeta_h < \zeta_{h,max} )]]
     139
     140donde [[LatexEquation(\zeta_h)]] es un parámetro o combinación de parámetros cualquiera del modelo, [[LatexEquation(\mu_h)]] y [[LatexEquation(\sigma_h^2)]] son los parámetros de su distribución normal a priori, y [[LatexEquation(\zeta_{h,min})]] y  [[LatexEquation(\zeta_{h,max})]] los extremos de su intervalo de dominio.
    150141
    151142