我首先要指出您的代码错误的地方。
你dunif
不需要runif
。你可以定义:
LL <- function (a, b) -sum(dunif(x, a, b, log.p = TRUE))
在我下面的代码中我没有使用dunif
,因为密度只是1 / (b - a)
我直接写的。
- 您正在目标函数内生成样本。因为
U[a,b]
这是可以的,因为它的密度是免费的x
。但对于其他分布,目标函数在每次迭代时都会发生变化。
- 使用框约束,您需要
method = "L-BFGS-B"
,而不是普通的"BFGS"
. 而且您没有使用正确的约束。
现在更深入...
对于来自的长度n
样本向量,似然为,负对数似然为。显然 MLE 是和。x
U[a, b]
(b - a) ^ (-n)
n * log(b - a)
a = min(x)
b = max(x)
数值优化是完全没有必要的,实际上没有约束是不可能的。看梯度向量:
( n / (a - b), n / (b - a) )
wrt a
/的偏导数b
始终为负/正且不能为 0。
当我们施加盒子约束时,数值方法变得可行:-Inf < a <= min(x)
和max(x) <= b < Inf
。我们确定迭代在边界处终止。
我下面的代码同时使用optim
和mle
。Notemle
将失败,当它反转 Hessian 矩阵时,因为它是奇异的:
-(b - a) ^ 2 (b - a) ^ 2
(b - a) ^ 2 -(b - a) ^ 2
代码:
## 100 samples
set.seed(20161208); x <- runif(100, 1, 3)
# range(x)
# [1] 1.026776 2.984544
## using `optim`
nll <- function (par) log(par[2] - par[1]) ## objective function
gr_nll <- function (par) c(-1, 1) / diff(par) ## gradient function
optim(par = c(0,4), fn = nll, gr = gr_nll, method = "L-BFGS-B",
lower = c(-Inf, max(x)), upper = c(min(x), Inf), hessian = TRUE)
#$par
#[1] 1.026776 2.984544 ## <- reaches boundary!
#
# ...
#
#$hessian ## <- indeed singular!!
# [,1] [,2]
#[1,] -0.2609022 0.2609022
#[2,] 0.2609022 -0.2609022
## using `stats4::mle`
library(stats4)
nll. <- function (a, b) log(b - a)
mle(minuslogl = nll., start = list(a = 0, b = 4), method = "L-BFGS-B",
lower = c(-Inf, max(x)), upper = c(min(x), Inf))
#Error in solve.default(oout$hessian) :
# Lapack routine dgesv: system is exactly singular: U[2,2] = 0