最小平方估計(Least Square Estimation,LSE)
Let Xi with Eθ[Xi] exists
⟹Q(θ)≜∑i=1n(Xi−Eθ[Xi])2Vec∣∣X−Eθ[X]∣∣2
LSE 則是找到那個 θ 使得 Q(θ) 最小,i.e. θ^=minθ∈ΩQ(θ)
EX: X1,⋯,Xn∼iidP(θ), i.e. E[Xi]=θ
⟹Q(θ)=∑i=1n(Xi−θ)2⟹dθdQ(θ)=−2∑i=1n(Xi−θ)<set0
⟺∑Xi>nθ⟺θ^LSE=Xˉ
EX: i=1,2,⋯,nEθ[Xi]=β0+β1ti,ti∈R, given and θ=(β0,β1)∈Ω=R2
⟹Q(θ)=Q(β0,β1)=∑i=1n(Xi−Eθ(Xi))2=∑i=1n(Xi−β0−β1ti)2
⟹set{∂β0∂Q(θ)=−2∑i=1n(Xi−β0−β1ti)=0∂β1∂Q(θ)=−2∑i=1n(Xi−β0−β1ti)ti=0⟺{∑Xi=nβ0+β∑ti∑Xiti=β0∑ti+β1∑ti2⟺⎩⎨⎧Xˉ=β0+β1tˉn1∑Xiti=β0tˉ+β1n1∑ti2
(2)−(1)×tˉ⟹n1∑Xiti−Xˉtˉ=β1(∑ti2−tˉ)
⟹代入(1)β^1=n1∑ti2−tˉ2n1∑Xiti−Xˉtˉ=∑ti2−nt