Simulación: la superficie de verosimilitud y cómo se encuentra su máximo

Es la superficie de la Figura 4.7: la log-verosimilitud ℓ(μ,σ²) de seis rendimientos diarios (%) de un activo, supuestos normales. Primero evalúa la función en puntos al azar y comprueba que ninguno supera al estimador de máxima verosimilitud; después mira cómo un algoritmo numérico sube, paso a paso, hasta la cima.

Muestra: 1.2, −0.8, 0.5, 0.1, −0.3, 0.9 EMV: μ̂ = 0.2667, σ̂² = 0.4689 ℓ(θ̂) = −6.2415

Superficie ℓ(μ,σ²) (arrastra para girar)

evaluaciones al azar EMV iteraciones del algoritmo

Los puntos se dibujan siempre encima de la superficie, aunque estén del lado oculto.

Vista desde arriba: curvas de nivel

Cada curva une puntos con la misma ℓ; la más interna está a 0.5 unidades de log-verosimilitud del máximo y las siguientes a 1.5, 3, 5, 8, 12, 18 y 26. La franja gris es la zona donde el Hessiano deja de ser definido negativo.

1. Evaluar al azar: ¿alguna supera al EMV?

Evaluaciones

0

Superaron al EMV

0 de 0

Mejor ℓ hallada al azar

–

Presiona un botón para evaluar la log-verosimilitud en puntos elegidos al azar dentro de la ventana de la figura.

Brecha ℓ(θ̂) − (mejor ℓ al azar), en escala logarítmica, contra el número de evaluaciones. Se acerca a cero, pero nunca la cruza, y baja lentamente: elegir puntos al azar es una forma muy ineficiente de buscar un máximo.

¿Por qué ninguna evaluación puede superar al EMV?

Con S = Σ(xi − x̄)² y n = 6, ℓ(μ,σ²) = −(n/2) log 2π − (n/2) log σ² − [S + n(x̄ − μ)²]/(2σ²).

2. Subir a la cima, paso a paso

La partida difícil es (μ, σ²) = (−0.73, 0.23): desde ahí Newton puro falla y BFGS sobre (μ, σ²) se sale de la ventana. Prueba los cuatro algoritmos.

También puedes elegir el punto de partida con un clic en el mapa (activa «fijar punto de partida» debajo del mapa).

gradiente ∇ℓ (dirección; es perpendicular a la curva de nivel) paso completo propuesto (salto al máximo del modelo cuadrático) paso que se acepta
¿Qué hace cada algoritmo?

Elaborado por C. Vladimir Rodríguez-Caballero (Depto. Estadística, ITAM)