5.9 Intervalo/Região de Credibilidade

Exemplo 5.11 Considerando novamente os dados do Exemplo 5.6 e uma priori \(Beta(1,1)\), pode-se calcular as estimativas por intervalo de credibilidade da posteriori \(Beta(10,4)\).

# Se \theta ~ Beta(1,1), \theta|x ~ Beta(1+s,1+f)
s <- 9
f <- 3

# Intervalo de Credibilidade via quantis (maior amplitude)
qbeta(.025, s+1, f+1)
## [1] 0.4618685
qbeta(.975, s+1, f+1)
## [1] 0.9090796
qbeta(.975, s+1, f+1) - qbeta(.025, s+1, f+1) # Amplitude
## [1] 0.4472111
# Intervalo de Credibilidade via HDI de Meredith and Kruschke (2022)
tst <- rbeta(1e5, s+1, f+1)
(hdint <- HDInterval::hdi(tst))
##     lower     upper 
## 0.4849837 0.9247811 
## attr(,"credMass")
## [1] 0.95
diff(hdint) # Amplitude
##     upper 
## 0.4397974
# Intervalo de Credibilidade via HDI de Hyndman (1996)
hdrcde::hdr.den(tst, prob = 95)

## $hdr
##          [,1]      [,2]
## 95% 0.4917498 0.9320089
## 
## $mode
## [1] 0.7425832
## 
## $falpha
##        5% 
## 0.7133304
hdrcde::hdr.boxplot(tst)

Exemplo 5.12 A biblioteca (Kumar et al. 2019) de Python fornece ferramentas para análise exploratória de modelos bayesianos, dentre as quais a função arviz.hdi.

Exercício 5.7 Considere os dados do Exemplo 5.6.
a. Obtenha a posteriori considerando uma priori vaga \(\mathcal{U}(0,1)\) e as prioris (conjugadas) \(Beta(0,0)\), \(Beta(1,1)\) e \(Beta(2,2)\). O que você percebe?
b. Considerando sua priori preferência, obtenha as estimativas pontuais de \(\theta\) sob o prisma bayesiano considerando a média, a mediana e a moda.
c. Considerando sua priori preferência, obtenha o intervalo de credibilidade a partir dos quantis \(P_{0.025}\) e \(P_{0.975}\) e do método da máxima densidade. O que você percebe?

Referências

———. 1996. “Computing and Graphing Highest Density Regions.” The American Statistician 50 (2): 120–26. https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00031305.1996.10474359.
Hyndman, Rob J, Jochen Einbeck, and Matthew P Wand. 2021. hdrcde: Highest Density Regions and Conditional Density Estimation. https://pkg.robjhyndman.com/hdrcde/.
Kumar, Ravin, Colin Carroll, Ari Hartikainen, and Osvaldo Martin. 2019. “ArviZ a Unified Library for Exploratory Analysis of Bayesian Models in Python.” Journal of Open Source Software 4 (33): 1143. https://doi.org/10.21105/joss.01143.
Martin, Osvaldo A, Ravin Kumar, and Junpeng Lao. 2021. Bayesian Modeling and Computation in Python. CRC Press. https://bayesiancomputationbook.com/welcome.html.
Meredith, Mike, and John Kruschke. 2022. HDInterval: Highest (Posterior) Density Intervals. https://CRAN.R-project.org/package=HDInterval.
Paulino, Carlos Daniel Mimoso, Maria Antónia Amaral Turkman, and Bento Murteira. 2003. Estatı́stica Bayesiana. Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa. http://primo-pmtna01.hosted.exlibrisgroup.com/PUC01:PUC01:puc01000334509.
Press, S James. 2003. Subjective and Objective Bayesian Statistics: Principles, Models, and Applications, 2nd. Edition. John Wiley & Sons. http://primo-pmtna01.hosted.exlibrisgroup.com/PUC01:PUC01:oclc(OCoLC)587388980.