如何计算两个正态均值之比的置信区间

机器算法验证 正态分布 置信区间 意思是 比率
2022-01-31 05:03:16

我想得出的限制100(1α)%两个均值之比的置信区间。
认为,X1N(θ1,σ2)X2N(θ2,σ2) 是独立的,平均比率Γ=θ1/θ2. 我试图解决:

Pr(z(α/2))X1ΓX2/σ1+γ2z(α/2))=1α
但是对于许多情况(没有根),该方程无法求解。难道我做错了什么?有更好的方法吗?谢谢

4个回答

Fieller 的方法可以满足您的要求 - 计算两个均值的商的置信区间,均假定从高斯分布中采样。

R 有mratios带有功能的包t.test.ratio

Gemechis Dilba Djira、Mario Hasler、Daniel Gerhard 和 Frank Schaarschmidt (2011)。mratios:一般线性模型中系数比率的推论。R 包版本 1.3.15。 http://CRAN.R-project.org/package=mratios

另见http://www.r-project.org/user-2006/Slides/DilbaEtAl.pdf

此外,如果您想不使用计算 Fieller 的置信区间mratios(通常是因为您不想要简单的 lm 拟合,而是例如 glmer 或 glmer.nb 拟合),您可以使用以下FiellerRatioCI函数,对模型的输出进行建模, aname 分子参数的名称, bname 分母参数的名称。您也可以直接使用 FiellerRatioCI_basic 函数给出 a、b 以及 a 和 b 之间的协方差矩阵。

FiellerRatioCI <- function (x, ...) { # generic Biomass Equilibrium Level
    UseMethod("FiellerRatioCI", x)
}
FiellerRatioCI_basic <- function(a,b,V,alpha=0.05){
    theta <- a/b
    v11 <- V[1,1]
    v12 <- V[1,2]
    v22 <- V[2,2]

    z <- qnorm(1-alpha/2)
    g <- (z^2)*v22/b^2
    C <- sqrt(v11 - 2*theta*v12 + theta^2 * v22 - g*(v11-v12^2/v22))
    minS <- (1/(1-g))*(theta- g*v12/v22 - z/b * C)
    maxS <- (1/(1-g))*(theta- g*v12/v22 + z/b * C)
    return(c(ratio=theta,min=minS,max=maxS))
}
FiellerRatioCI.glmerMod <- function(model,aname,bname){
    V <- vcov(model)
    a<-as.numeric(unique(coef(model)$culture[aname]))
    b<-as.numeric(unique(coef(model)$culture[bname]))
    return(FiellerRatioCI_basic(a,b,V[c(aname,bname),c(aname,bname)]))
}
FiellerRatioCI.glm <- function(model,aname,bname){
    V <- vcov(model)
    a <- coef(model)[aname]
    b <- coef(model)[bname]
    return(FiellerRatioCI_basic(a,b,V[c(aname,bname),c(aname,bname)]))
}

示例(基于标准 glm 基本示例):

 counts <- c(18,17,15,20,10,20,25,13,12)
 outcome <- gl(3,1,9)
 treatment <- gl(3,3)
 glm.D93 <- glm(counts ~ outcome + treatment, family = poisson())

 FiellerRatioCI(glm.D93,"outcome2","outcome3")
ratio.outcome2            min            max 
      1.550427      -2.226870      17.880574

您可以通过以下方式计算:

  • 菲勒法
  • Taylor 方法,也称为 Delta 方法:它比 Fieller 的方法更容易,但如果分母接近零,它就会失败。
  • Hwang-bootstrap 方法,一种不会导致无界置信限的引导技术。

在这里,您可以找到这些方法的详尽描述和比较。