Logistic分布

更新时间:2023-05-14 20:45

Logistic分布指当n趋向于无穷大时,从指数分布(exponential distribution)中抽取的容量n的随机样本的最大与最小样本值的平均的极限分布。密度函数为:f(x)=exp[-(x-α)/β]/β{1+exp[-(x-α)/β]}2,-∞0,分布函数为:1/f(x)=exp[-(x-α)/β]。位置参数α为均值。分布的方差为π2β2/3,它的偏斜度为0,峰度为4.2。α=o,β=1时为标准logistic分布(standard logistic distribution),它的累积概率分布函数(cumulative distribution function)F(x)与概率分布f(x)之间满足:f(x)=F(x)[1-F(x)]。

基本介绍

定义一

如果一个随机变量,它的分布函数为

则称服从logistic分布,这个分布函数叫做logistic函数,其图形见图1,此曲线叫做logistic曲线。其密度函数为

由图可见的期望值,密度函数对对称。分布函数F(x)在处等于005。(0,0,5)为曲线F(x)的对称点,而F(x)=0及F(x)=1为其渐近线。在(0,0,5)点处F(x)的斜率m=0.25。这是logistic函数的最简单的形式。

定义二

Logistic分布函数为

的分布称为Logistic分布。

其中。

式也可写成

它的密度函数为

式还告诉我们,Logistic分布仍然是属于位置-尺度参数族,其中是位置参数。是尺度参数,这样凡与位置-尺度参数族有关的结果,均对Logistic分布有效。当时,相应的分布称为标准Logistic分布,它的分布函数与分布密度为

很明显,如考虑

则也是一个分布函数,且有关系式

因此有时上也从出发,以它作为标准分布,经随机变量线性变换后导出的分布作为一般的Logistic分布。

一元logistic函数

一般地,一元logistic函数可表为

式中为二常值参数,随取值不同,分布的期望值,以及对称点,及对称点处的斜率取值也不同,从而可形成一些不同的S形曲线;因此可依式(2)拟合某些S形曲线。不过此式中y的值域总是区间(0,1),且以y=0及y=1为其渐近线。

多元logistic函数

更一般的logistic函数为多元的(设为m元)

其中皆为m+1维向量,为参数向量,,到则分别为变量所可取的值,这些变量可以是连续的也可以是离散的。这个函数在不同条件下,或经不同的变换,可应用于不同的统计分析问题。

在研究来自同一总体的两个变量(设为X和Y)间的关系时,采得容量为n的样本。画出这组数据的散点图,如曲线接近S形,可试用logistic曲线去拟合它。

Logistic回归模型

模型概念

Logistic回归模型是分析二分类型变量时常用的非线性统计模型,是最重要且应用最广泛的非线性模型之一。该模型的因变量为二分类变量(y=0或y=1),结果变量与自变量间是非线性关系。形式如方程(1):

指事件发生的概率,取0~1。

模型优缺点

优点:

第一,对变量要求低,可以接受非正态分布的数据;

第二,总体预测准确率较高;

第三,数据来源直接,操作简便;

第四,判断标准明确;

第五,模型稳定,利于推广创新。

缺点:

第一,大多数时候对ST企业预测准确率较低;

第二,P值临界点的选择影响模型预测结果;

第三,违约样本与正常样本的比例影响预测结果。

模型原理

模型构造的原理简单来说是运用对数运算将事件发生与否(即事件发生概率或1)与自变量x间的非线性关系转化为线性关系。以单一自变量为例,具体转化步骤如下:

第一步,将上述Logistic模型方程(1)转化为如下一个非线性方程(2)。

第二步,方程(2)化简转化为如下方程(3)。

第三步,方程(3)等式两边同时取对数转化为如下方程(4)。

模型(4)得出与x间的线性关系方程。

此时,与虽然不存在线性关系,但是关于P的函数记作logistic(Pi)与存在线性关系。同理,自变量可拓展为m个,则有如下模型方程(5)。

以上得到的模型同样可以用来预测事件的发生。预测时根据已知自变量与模型方程得出,可以进一步计算事件发生的概率P。P处于0与1之间,越接近1表示发生的概率越大。

模型基本假设

第一,数据必须来自随机样本;

第二,为m个自变量的函数;

第三,或1;

第四,自变量不需要呈正态分布。

模型应用步骤

第一步,选取样本、确定初始指标;

第二步,筛选指标;

运用SPSS软件对所有指标进行Kolmogorov-Smirnov正态分布检验。符合正态分布的指标进行显著性T检验,不符合正态分布的数据进行Mann-Whitney显著性检验,去除不显著指标。进行Pearson检验,去除与其他指标存在高度相关性的指标。进行多重共线性检验,去除与其他指标存在多重共线性的指标;

第三步,进行KMO检验,确定是否进行因子分析;

第四步,进行Logistic回归,得到模型,观察模型拟合程度及预测准确率;

第五步,用检验样本检验模型预测能力;

第六步,利用模型预测事件的发生概率。

模型参数解释

当参数b大于0时,自变量x增大,减小,增大;

当参数b小于0时,自变量x增大,增大,减小;

当参数b等于0时,自变量x增加对无影响,不变。

因此,模型参量系数可以反映自变量x与事件发生概率P的关系。系数为正表明自变量x的增长促进事件的发生,系数为负表明自变量x的增长抑制事件的发生。

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