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Loi binomiale négative : estimateurs du maximum de vraisemblance

Posté par
Toto314
02-03-14 à 21:36

Bonjour à tous,

Après quelques heures passées sans succès à tenter de trouver les estimateurs du maximum de vraisemblance d'une loi binomiale négative, je viens à vous en dernier recours (rien non plus sur internet).

On définit la loi binomiale négative NB(t,p) par :
P(X=x_i)=\binom{t-1}{x_i}\cdot p^t \cdot {(1-p)}^{x_{i}} (j'ai tenté de démontrer que la somme des probabilités faisait bien 1, mais sans succès ; à la rigueur tant pis, ce n'est pas cela qui m'intéressait le plus)
On suppose que l'on a un échantillon de n valeurs suivant la loi binomiale négative et on veut déterminer les EMV.

Pour p, pas de problème, on arrive sans trop de difficultés à :
p=\frac{t}{t+\bar{x}} avec \bar{x} la moyenne de l'échantillon (je peux écrire le détail des calculs si cela intéresse quelqu'un).

Pour t, par contre, je suis complètement bloqué.
On a en effet comme fonction de vraisemblance, après développements :
f_{t,p}(x_1, \dots , x_n)=\frac{p^{t \cdot n} \cdot (1-p)^{\sum x_i} \prod ((t+x_i-1)!)}{((t-1)!^n \cdot \prod (x_i!)} (toutes les sommes et les produits vont de 1 à n, donc les bornes sont sous entendues)
Ce qui est évidemment impossible à dériver par rapport à t, à cause des factorielles. Passer par le log n'arrange pas davantage les choses, puisque que l'on a une somme avec le t en borne maximale à dériver, ce qui n'est pas davantage pratique.

Profitant du fait que t est nécessairement entier, j'ai donc eu l'idée de calculer \frac{f_{t+1,p}}{f_{t,p}} en me disant que si j'arrivais à comparer cette expression à 1, je saurais exactement quelle valeur de t me permettrait de maximiser ma fonction f.
Après quelques lignes de calcul, j'arrive à :
\prod (p  \cdot (1+\frac{x_i}{t}))
à comparer à 1.
Et là, je ne vois absolument pas ce que je peux bien faire. Si je prends le log, j'arrive à :
n ln(p) + \sum ln (1+\frac{x_i}{t})
à comparer à 0, mais je n'arrive pas à obtenir un beau t= quelque chose avec une jolie formule explicite.
Quelqu'un aurait-il une piste, un conseil, une suggestion?

En vous remerciant par avance

Accessoirement, je crois que la BN(t,p) est une somme de t lois géométriques indépendantes de paramètre p (lues sur ), mais je n'ai pas trouvé en quoi cela pouvait m'aider.

Posté par
amrisaber
re : Loi binomiale négative : estimateurs du maximum de vraisemb 05-11-14 à 21:23

Bonjour,
il faut essayer l'autre formule de la loi binomiale négative qui est la suivante:
X suit une loi binomiale négative de paramètres (r,p):
P(X=k)= [gamma(r+k)/(gamma(r)k!)]* p^k * (1-p)^r

vous  appliquez votre formule de vraisemblance et le résultat est trivial.



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