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第三 MCAT能力估计方法(第2页)

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(一)牛顿-拉夫逊迭代

若记g(θi|Ui)为被试i能力为θi的后验分布,并记g(θi)服从均值为μ,协方差矩阵为Φ的多变量正态分布(θi先验的分布),记g(Ui)为Ui的边际概率,根据贝叶斯定理,有

也即通过解如下方程式获取:

其中

同样,上述方程为非线性方程,可通过牛顿-拉夫逊(on-Raphson)迭代方法求其近似解,即

其中

J(θ(v)i)为f(θl|Ui)在θi处的二阶导矩阵,它是p×p的对称矩阵,即

其中J(θ(v)i)的对角元素为

φkk为Φ-1矩阵的第k行第k列元素。

J(θ(v)i)的非对角元素为

φkl为Φ-1矩阵的第k行第L列元素。

(二)Fisher-score迭代

与MLE同理,如果初始值与参数真值相差较远,则上公式中的参数可能无法收敛。

这时可以采用Fisher-scall,1996)来保证收敛,即采用二阶导的期望矩阵(信息矩阵)来代替二阶导矩阵,即

其中

W矩阵同样为对称矩阵,其第k行第k列元素为

第k行第L列元素为

三、贝叶斯期望后验估计

贝叶斯期望后验估计算法可以通过高斯-埃尔米特求积或MonteCarlo积分求能力维度的后验边际期望估计值,即

θp指第p维能力,qp指第p维能力的结点数,A(θp)指能力θp在对应标准正态分布上的权。

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