Hitung ulang log-kemungkinan dari model Rm sederhana

Saya hanya mencoba untuk menghitung ulang dengan dnorm () log-kemungkinan yang disediakan oleh fungsi logLik dari model lm (dalam R).

Ini berfungsi (hampir sempurna) untuk jumlah data yang tinggi (mis. N = 1000):

> n <- 1000
> x <- 1:n
> set.seed(1)
> y <- 10 + 2*x + rnorm(n, 0, 2)
> mod <- glm(y ~ x, family = gaussian)
> logLik(mod)
'log Lik.' -2145.562 (df=3)
> sigma <- sqrt(summary(mod)$dispersion)
> sum(log(dnorm(x = y, mean = predict(mod), sd = sigma)))
[1] -2145.563
> sum(log(dnorm(x = resid(mod), mean = 0, sd = sigma)))
[1] -2145.563

tetapi untuk dataset kecil ada perbedaan yang jelas:

> n <- 5
> x <- 1:n
> set.seed(1)
> y <- 10 + 2*x + rnorm(n, 0, 2)
> 
> mod <- glm(y ~ x, family = gaussian)
> logLik(mod)
'log Lik.' -8.915768 (df=3)
> sigma <- sqrt(summary(mod)$dispersion)
> sum(log(dnorm(x = y, mean = predict(mod), sd = sigma)))
[1] -9.192832
> sum(log(dnorm(x = resid(mod), mean = 0, sd = sigma)))
[1] -9.192832

Karena efek dataset kecil saya pikir itu bisa jadi karena perbedaan estimasi varians residual antara lm dan glm tetapi menggunakan lm memberikan hasil yang sama seperti glm:

> modlm <- lm(y ~ x)
> logLik(modlm)
'log Lik.' -8.915768 (df=3)
> 
> sigma <- summary(modlm)$sigma
> sum(log(dnorm(x = y, mean = predict(modlm), sd = sigma)))
[1] -9.192832
> sum(log(dnorm(x = resid(modlm), mean = 0, sd = sigma)))
[1] -9.192832

Dimana saya salah

The logLik()berfungsi memberikan evaluasi log-kemungkinan oleh menggantikan perkiraan ML parameter untuk nilai-nilai parameter yang tidak diketahui. Sekarang, perkiraan kemungkinan maksimum dari parameter regresi ( dalam ) bertepatan dengan estimasi kuadrat-terkecil, tetapi estimasi ML dari adalah , sedangkan Anda menggunakan , itu adalah akar kuadrat dari peta bias estimasi .$\beta_j$$X{\boldsymbol \beta}$$\sigma$$\sqrt{\frac{\sum \hat\epsilon_i^2}{n}}$$\hat\sigma = \sqrt{\frac{\sum \hat\epsilon_i^2}{n-2}}$$\sigma^2$

>  n <- 5
>  x <- 1:n
>  set.seed(1)
>  y <- 10 + 2*x + rnorm(n, 0, 2)
>  modlm <- lm(y ~ x)
>  sigma <- summary(modlm)$sigma
> 
>  # value of the likelihood with the "classical" sigma hat
>  sum(log(dnorm(x = y, mean = predict(modlm), sd = sigma)))
[1] -9.192832
> 
>  # value of the likelihood with the ML sigma hat
>  sigma.ML <- sigma*sqrt((n-dim(model.matrix(modlm))[2])/n) 
>  sum(log(dnorm(x = y, mean = predict(modlm), sd = sigma.ML)))
[1] -8.915768
>  logLik(modlm)
'log Lik.' -8.915768 (df=3)