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 |