Maximum likelihood módszer
Adott egy független, azonos eloszlású elemből álló minta. Egyetlen ismeretlen paraméterünk van, amit -val jelölünk.
Az elemek likelihood függvényének nevezük, és -el jelöljük az
függvényt.
Egy mintahalmazra vonatkozó ML becslés alatt azt a értéket írjük, melyre a mintahalmaz likelihood függvénye maximális.
Ezt a maximális értéket nyilvánvalóan a likelihood függvény deriválásával tudjuk meghatározni. A likelihood függvény egy sok tagból álló szorzatfüggvény így deriválása nehéz.
A becslés során célszerű a függvény logaritmusát az ún. log-likelihood függvényt venni. Így a logaritmus azonosságait kihasználva, jelentősen le tudjuk egyszerűsíteni a számításokat.
Annak valószínűsége, hogy pontosan ilyen kombinációját kapjuk az értékeknek . Ez a likelihood függvényünk. Ez egyszerűbb számolás érdekében vegyük ennek a logaritmusát.
Ekkor a log-likelihood függvény:
A lokális szélsőértékre vonatkozó elsődleges feltétel miatt:
Ez pontosan akkor nulla, ha a számláló nulla, azaz:
Így:
(Még le kéne ellenőrizni, hogy valóban maximum hely-e de ez már az analízis feladata.)
Legyen egy elemből álló minta. Adjunk ML becslést eloszlás paraméterére!
Ekkor a log-likelihood függvény:
Ami a logaritmus tulajdonságai alapján:
Mivel adott minden esetén, illetve ismerjük -et, ezért csak szerint kell deriválni:
Vegyük észre hogy az előbb kapott egyenletben a mintaáltag szerepel, ekkor becsléséhez a következő egyenletet kell megoldanunk:
Tehát -re a becslést tudjuk adni.