指数族分布是一类分布的统一形式,包括高斯、伯努利、泊松、Beta、Dirichlet、Gamma 等分布。具有共轭先验性质,满足最大熵原理。

统一形式

参数说明:

  • :参数向量
  • :充分统计量
  • :对数配分函数

一维高斯分布

将高斯分布改写为指数族形式:

参数向量:

充分统计量

与对数配分函数的关系

由于方差非负, 为凸函数。

与 MLE 的关系

参数估计只需充分统计量。

最大熵原理

对经验分布 ,在约束 下最大化熵:

结论: 满足最大熵原理的分布为指数族分布。

性质与应用

性质应用
共轭先验简化贝叶斯推断
最大熵无信息先验
充分统计量在线学习
线性形式广义线性模型