貝葉斯統(tǒng)計(jì)學(xué)是現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)學(xué)中非常有特色的內(nèi)容,應(yīng)用極其廣泛。本書(shū)系統(tǒng)地介紹:貝葉斯統(tǒng)計(jì)的基
本思想及其來(lái)龍去脈;先驗(yàn)分布和后驗(yàn)分布的概念以及尋求方法;貝葉斯統(tǒng)計(jì)推斷;MCMC計(jì)算方法以
及統(tǒng)計(jì)決策理論;等等。為使初學(xué)者更好地理解貝葉斯統(tǒng)計(jì)并培養(yǎng)對(duì)貝葉斯統(tǒng)計(jì)的興趣,本書(shū)引入豐富多
彩的案例,涉及經(jīng)濟(jì)、管理、天文、醫(yī)藥、生物、體育以及人工智能等領(lǐng)域,也有和日常生活息息相關(guān)的例子,
制作了一個(gè)專(zhuān)用 R軟件包,把書(shū)中所有案例數(shù)據(jù)和主要程序都放入此包,非常方便老師的教與學(xué)生的學(xué)。
本書(shū)的取材既有傳統(tǒng)的理論也有當(dāng)代的應(yīng)用,內(nèi)容的表述既注重嚴(yán)謹(jǐn)性又注重時(shí)代氣息,目的是激發(fā)初學(xué)
者對(duì)貝葉斯統(tǒng)計(jì)的興趣,使其掌握貝葉斯統(tǒng)計(jì)的精髓,為貝葉斯統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用打好基礎(chǔ)。
本書(shū)可作為高等院校統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、金融、管理、醫(yī)藥、生物等專(zhuān)業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的貝
葉斯統(tǒng)計(jì)課程的教材或參考書(shū),也可供要用到貝葉斯統(tǒng)計(jì)或?qū)ω惾~斯統(tǒng)計(jì)感興趣的有關(guān)專(zhuān)業(yè)人士參考。
光陰似箭,自本書(shū)出版以來(lái)5年時(shí)間已經(jīng)過(guò)去了。5年來(lái),承蒙各位讀者的青睞,許多院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)選用了本書(shū)作為貝葉斯統(tǒng)計(jì)課程的教材,也有其他讀者購(gòu)買(mǎi)此書(shū)作為自學(xué)之用。但我深知本書(shū)一定存在許多不足之處,趁著這次出第2版的機(jī)會(huì),一方面將發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)存不足之處一一訂正,另一方面增添了一些第1版中欠缺而又重要的知識(shí)或動(dòng)手能力的操練。具體來(lái)說(shuō),
本書(shū)
對(duì)于R語(yǔ)言編程能力的要求有所提高,在正文或練習(xí)題中都增加了這方面的內(nèi)容,因?yàn)闊o(wú)論是
對(duì)統(tǒng)計(jì)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生還是對(duì)
數(shù)據(jù)科學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,一定的編程能力都是一項(xiàng)基本的專(zhuān)業(yè)要求。另外,本書(shū)新增了一些貝葉斯方法在人工智能領(lǐng)域的應(yīng)用。除了這些,整本書(shū)的架構(gòu)沒(méi)有做大的改動(dòng)。
貝葉斯200多年前的思想方法在21世紀(jì)仍然大放異彩,這是發(fā)人深思的。學(xué)過(guò)概率統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)生和有關(guān)業(yè)界人士都應(yīng)該了解一下貝葉斯統(tǒng)計(jì)及其應(yīng)用。
黃長(zhǎng)全2022年8月于廈門(mén)曾厝垵
第1版前言
貝葉斯統(tǒng)計(jì)學(xué)是現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)學(xué)中重要而獨(dú)特的部分,不但在統(tǒng)計(jì)學(xué)本身而且在眾多其他學(xué)科中也有重要應(yīng)用。近二十多年來(lái),有關(guān)貝葉斯統(tǒng)計(jì)本身和貝葉斯統(tǒng)計(jì)應(yīng)用的論文頻頻出現(xiàn)在各類(lèi)統(tǒng)計(jì)以及非統(tǒng)計(jì)刊物上,貝葉斯統(tǒng)計(jì)解決了大量經(jīng)典統(tǒng)計(jì)難以解決的復(fù)雜問(wèn)題?梢赃@么說(shuō),沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)貝葉斯統(tǒng)計(jì),就不能說(shuō)了解過(guò)現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)學(xué)。因此,貝葉斯統(tǒng)計(jì)理應(yīng)成為大學(xué)統(tǒng)計(jì)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)必修課。
廈門(mén)大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院統(tǒng)計(jì)系(原計(jì)劃統(tǒng)計(jì)系)于2003年正式開(kāi)設(shè)了貝葉斯統(tǒng)計(jì)學(xué)課程,從那時(shí)起,我就一直擔(dān)任該課程的主講教師。光陰荏苒、白駒過(guò)隙,十多年的時(shí)間一晃就過(guò)去了。這十多年來(lái),如何教好這門(mén)在統(tǒng)計(jì)學(xué)中獨(dú)一無(wú)二的課程一直是縈繞在我腦海中揮之不去的一個(gè)問(wèn)題,在此期間,我既有教訓(xùn),也積累了不少教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。因此,在幾年前我就萌發(fā)了用自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)觀點(diǎn)撰寫(xiě)一本有些許自己風(fēng)格的貝葉斯統(tǒng)計(jì)教科書(shū)的念頭。
有了撰寫(xiě)教材的想法后,自然而然地就會(huì)考慮: 如何寫(xiě)出一本有特色的好教材呢?一本好教材的標(biāo)準(zhǔn)又是什么呢?我想就統(tǒng)計(jì)教學(xué)而言,一本好教材絕不僅僅是教給學(xué)生一些統(tǒng)計(jì)知識(shí),更重要的是要培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的興趣與熱愛(ài),因?yàn)榕d趣是最好的老師。那么,怎樣培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的興趣呢?多年的統(tǒng)計(jì)學(xué)科的教學(xué)經(jīng)歷使我認(rèn)識(shí)到,要培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的興趣,一定要首先培養(yǎng)學(xué)生的“數(shù)據(jù)感”。眾所周知,球類(lèi)運(yùn)動(dòng)員要培養(yǎng)“球感”,語(yǔ)言學(xué)習(xí)者要培養(yǎng)“語(yǔ)感”,這些對(duì)他們而言都是極為重要的練習(xí)過(guò)程。對(duì)于統(tǒng)計(jì)專(zhuān)業(yè)以及任何學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)的學(xué)生來(lái)說(shuō),在學(xué)習(xí)過(guò)程中培養(yǎng)自身的數(shù)據(jù)感同樣極為重要。有了良好的數(shù)據(jù)感,才會(huì)對(duì)統(tǒng)計(jì)產(chǎn)生親切感,從而才能激發(fā)起自身對(duì)統(tǒng)計(jì)的興趣,這實(shí)際上也是專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。如果大學(xué)本科四年不能培養(yǎng)起學(xué)生良好的數(shù)據(jù)感,就不能說(shuō)是成功的本科統(tǒng)計(jì)教育。基于這種教學(xué)認(rèn)識(shí),本書(shū)以培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)感和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為寫(xiě)作方向。為了使本書(shū)充滿統(tǒng)計(jì)意味,我們從一開(kāi)始就介紹貝葉斯統(tǒng)計(jì)學(xué)的最新有趣應(yīng)用,同時(shí),全書(shū)的案例豐富多彩,涉及經(jīng)濟(jì)、管理、天文、醫(yī)藥、生物、體育等領(lǐng)域,也有和日常生活息息相關(guān)的例子,使學(xué)生覺(jué)得貝葉斯統(tǒng)計(jì)不再是枯燥無(wú)味的,而是既有用又富有生活氣息的。本書(shū)也專(zhuān)門(mén)制作了一個(gè)專(zhuān)用R軟件包,把書(shū)中所有案例數(shù)據(jù)和主要程序都放入此壓縮包中,增強(qiáng)了師生之間的互動(dòng)效果。此外,R軟件的使用貫穿全書(shū),目的就是通過(guò)數(shù)據(jù)和實(shí)際案例分析,加深學(xué)生對(duì)理論的理解并培養(yǎng)學(xué)生良好的數(shù)據(jù)感,強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手操作能力。
本書(shū)共七章內(nèi)容: 第1章從一個(gè)貝葉斯統(tǒng)計(jì)學(xué)的真實(shí)應(yīng)用開(kāi)始,介紹貝葉斯統(tǒng)計(jì)的基本概念和公式,概述貝葉斯統(tǒng)計(jì)學(xué)的歷史和發(fā)展趨勢(shì)以及與經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)的比較; 第2章引入共軛先驗(yàn)和充分統(tǒng)計(jì)量等概念,初步討論后驗(yàn)分布的尋求以及共軛先驗(yàn)下的后驗(yàn)分布特性; 第3章介紹先驗(yàn)分布的重要性和一系列先驗(yàn)分布的尋求方法,包括杰弗里斯先驗(yàn)等; 第4章研究貝葉斯統(tǒng)計(jì)推斷理論并介紹了貝葉斯統(tǒng)計(jì)在一系列不同領(lǐng)域的應(yīng)用案例; 第5章討論貝葉斯統(tǒng)計(jì)決策理論,引入決策函數(shù)等一系列概念; 第6章從實(shí)用的角度介紹了馬爾可夫鏈蒙特卡羅(MCMC)方法的思想和簡(jiǎn)史以及馬氏鏈樣本的收斂檢驗(yàn)問(wèn)題; 第7章則簡(jiǎn)要討論統(tǒng)計(jì)決策理論,包括貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)則與后驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)則的等價(jià)性等問(wèn)題。另外,本書(shū)附帶有R軟件包、課件、部分習(xí)題參考答案,讀者可通過(guò)掃描書(shū)中的二維碼,聯(lián)系出版社進(jìn)行下載學(xué)習(xí)。
本書(shū)可作為高等院校統(tǒng)計(jì)、經(jīng)濟(jì)、金融、管理、醫(yī)藥、生物等專(zhuān)業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的貝葉斯統(tǒng)計(jì)課程的教材或參考書(shū)。關(guān)于教學(xué)內(nèi)容建議: 對(duì)于本科生而言,講授前五章的全部,可加選講第6、7章; 對(duì)于研究生則應(yīng)講授全部七章的內(nèi)容。
本書(shū)得以出版要感謝清華大學(xué)出版社。此外,本書(shū)的初稿在廈門(mén)大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院統(tǒng)計(jì)系和王亞南經(jīng)濟(jì)研究院雙學(xué)位課程班講授過(guò),所以也要感謝各位學(xué)習(xí)這門(mén)課程的同學(xué),是他們的認(rèn)真學(xué)習(xí),觸動(dòng)了我去思考如何教好這門(mén)課程。
坦率地說(shuō),撰寫(xiě)教材是一件吃力不討好的工作。但我認(rèn)為撰寫(xiě)教材是教師的職責(zé)之一,當(dāng)一名教師在某門(mén)課程上認(rèn)真教學(xué)了多年,有了教學(xué)上的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn),那么就應(yīng)該把它寫(xiě)出來(lái)。最后,本書(shū)若能激發(fā)讀者對(duì)貝葉斯統(tǒng)計(jì)的興趣,有助于讀者學(xué)習(xí)貝葉斯統(tǒng)計(jì),那將是對(duì)筆者最大的慰藉。當(dāng)然,由于自身學(xué)識(shí)所限,本書(shū)一定存在許多不足之處,懇望讀者朋友指正。
黃長(zhǎng)全2017年1月于廈門(mén)大學(xué)
目錄
黃長(zhǎng)全,廈門(mén)大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院統(tǒng)計(jì)學(xué)系副教授。講授過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)、時(shí)間序列分析、企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管理、貝葉斯統(tǒng)計(jì)等課程。出版《投資風(fēng)險(xiǎn)管理》《 時(shí)間序列與金融數(shù)據(jù)分析》等著作。部分發(fā)表論文:Carbon Emissions of Quanzhou'sTextile Enterprisesand Tax Policy(2013)Advanced Materials Research Vol. 664;A Universal Procedure for Parametric Frailty Models (2004),Journal of Statistical Computation And Simu。
第1章貝葉斯統(tǒng)計(jì)基本概念
1.1引言
1.2概率空間與隨機(jī)事件貝葉斯公式
1.3三種信息與先驗(yàn)分布
1.4一般形式的貝葉斯公式與后驗(yàn)分布
本章要點(diǎn)小結(jié)
思考與練習(xí)
第2章共軛先驗(yàn)分布與充分統(tǒng)計(jì)量
2.1共軛先驗(yàn)分布
2.2多參數(shù)先驗(yàn)與后驗(yàn)分布
2.3充分統(tǒng)計(jì)量與應(yīng)用
本章要點(diǎn)小結(jié)
思考與練習(xí)
第3章先驗(yàn)分布尋求方法
3.1先驗(yàn)分布類(lèi)型已知時(shí)超參數(shù)估計(jì)
3.2由邊際分布確定先驗(yàn)分布
3.3用主觀概率作為先驗(yàn)概率
3.4無(wú)信息先驗(yàn)分布
本章要點(diǎn)小結(jié)
思考與練習(xí)
第4章貝葉斯統(tǒng)計(jì)推斷
4.1貝葉斯估計(jì)
4.2泊松分布參數(shù)的估計(jì)
4.3指數(shù)分布參數(shù)的估計(jì)
4.4正態(tài)分布參數(shù)的估計(jì)
4.5貝葉斯假設(shè)檢驗(yàn)
4.6模型的比較與選擇
4.7貝葉斯統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)
本章要點(diǎn)小結(jié)
思考與練習(xí)
第5章決策概念與貝葉斯決策
5.1決策基本概念
5.2損失函數(shù)
5.3貝葉斯決策
5.4抽樣的價(jià)值
本章要點(diǎn)小結(jié)
思考與練習(xí)
第6章貝葉斯統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法
6.1什么是MCMC方法
6.2吉布斯抽樣
6.3梅切波利斯哈斯廷斯算法
6.4MCMC的收斂性問(wèn)題
本章要點(diǎn)小結(jié)
思考與練習(xí)
第7章統(tǒng)計(jì)決策概要
7.1風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)
7.2決策函數(shù)的容許性與最小最大準(zhǔn)則
7.3貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)則與貝葉斯解
本章要點(diǎn)小結(jié)
思考與練習(xí)
參考文獻(xiàn)
附錄常用概率分布表