## 8.4 使用蒙特卡罗模拟
让我们回到考试结束时间的例子。假设我管理三个测验,并记录每个学生每次考试的完成时间,这可能类似于图[8.2](#fig:finishingTimes)所示的分布。
![Simulated finishing time distributions.](https://img.kancloud.cn/b9/ed/b9ed43800b3a5f58a70d5a5372c452fa_768x384.png)
图 8.2 模拟完成时间分布。
然而,我们真正想知道的不是完成时间的分布是什么样子的,而是每个测验的 _ 最长 _ 完成时间的分布是什么样子的。为了做到这一点,我们可以模拟大量的测验(假设完成时间是正态分布的,如上所述);对于每个模拟的测验,我们可以记录最长的完成时间。为此,我们在 r 中创建了一个名为`sampleMax()`的新函数,该函数从适当的分布(即正态分布)中模拟适当大小的样本(即班级中的学生数),并返回样本中的最大值。然后,我们使用`replicate()`函数重复此模拟大量次(应该足够 5000 次),该函数将所有输出存储到一个变量中。整理时间分布见图[8.3](#fig:finishTimeSim)。
```r
# sample maximum value 5000 times and compute 99th percentile
nRuns <- 5000
sampSize <- 150
sampleMax <- function(sampSize = 150) {
samp <- rnorm(sampSize, mean = 5, sd = 1)
return(max(samp))
}
maxTime <- replicate(nRuns, sampleMax())
cutoff <- quantile(maxTime, 0.99)
sprintf("99th percentile of maxTime distribution: %.2f", cutoff)
```
```r
## [1] "99th percentile of maxTime distribution: 8.81"
```
![Distribution of maximum finishing times across simulations.](https://img.kancloud.cn/10/20/1020bdfa842d4d627bb47078a4b85623_384x384.png)
图 8.3 模拟中最大完成时间的分布。
这表明完成时间分布的第 99 个百分点下降到了 8.81,这意味着如果我们为测验留出这么多时间,那么每个人都应该完成 99%的时间。务必记住,我们的假设很重要——如果它们是错误的,那么模拟的结果是无用的。在这种情况下,我们假设完成时间分布为正态分布,具有特定的平均值和标准偏差;如果这些假设不正确(而且几乎可以肯定),那么真正的答案可能会非常不同。
- 前言
- 0.1 本书为什么存在?
- 0.2 你不是统计学家-我们为什么要听你的?
- 0.3 为什么是 R?
- 0.4 数据的黄金时代
- 0.5 开源书籍
- 0.6 确认
- 1 引言
- 1.1 什么是统计思维?
- 1.2 统计数据能为我们做什么?
- 1.3 统计学的基本概念
- 1.4 因果关系与统计
- 1.5 阅读建议
- 2 处理数据
- 2.1 什么是数据?
- 2.2 测量尺度
- 2.3 什么是良好的测量?
- 2.4 阅读建议
- 3 概率
- 3.1 什么是概率?
- 3.2 我们如何确定概率?
- 3.3 概率分布
- 3.4 条件概率
- 3.5 根据数据计算条件概率
- 3.6 独立性
- 3.7 逆转条件概率:贝叶斯规则
- 3.8 数据学习
- 3.9 优势比
- 3.10 概率是什么意思?
- 3.11 阅读建议
- 4 汇总数据
- 4.1 为什么要总结数据?
- 4.2 使用表格汇总数据
- 4.3 分布的理想化表示
- 4.4 阅读建议
- 5 将模型拟合到数据
- 5.1 什么是模型?
- 5.2 统计建模:示例
- 5.3 什么使模型“良好”?
- 5.4 模型是否太好?
- 5.5 最简单的模型:平均值
- 5.6 模式
- 5.7 变异性:平均值与数据的拟合程度如何?
- 5.8 使用模拟了解统计数据
- 5.9 Z 分数
- 6 数据可视化
- 6.1 数据可视化如何拯救生命
- 6.2 绘图解剖
- 6.3 使用 ggplot 在 R 中绘制
- 6.4 良好可视化原则
- 6.5 最大化数据/墨水比
- 6.6 避免图表垃圾
- 6.7 避免数据失真
- 6.8 谎言因素
- 6.9 记住人的局限性
- 6.10 其他因素的修正
- 6.11 建议阅读和视频
- 7 取样
- 7.1 我们如何取样?
- 7.2 采样误差
- 7.3 平均值的标准误差
- 7.4 中心极限定理
- 7.5 置信区间
- 7.6 阅读建议
- 8 重新采样和模拟
- 8.1 蒙特卡罗模拟
- 8.2 统计的随机性
- 8.3 生成随机数
- 8.4 使用蒙特卡罗模拟
- 8.5 使用模拟统计:引导程序
- 8.6 阅读建议
- 9 假设检验
- 9.1 无效假设统计检验(NHST)
- 9.2 无效假设统计检验:一个例子
- 9.3 无效假设检验过程
- 9.4 现代环境下的 NHST:多重测试
- 9.5 阅读建议
- 10 置信区间、效应大小和统计功率
- 10.1 置信区间
- 10.2 效果大小
- 10.3 统计能力
- 10.4 阅读建议
- 11 贝叶斯统计
- 11.1 生成模型
- 11.2 贝叶斯定理与逆推理
- 11.3 进行贝叶斯估计
- 11.4 估计后验分布
- 11.5 选择优先权
- 11.6 贝叶斯假设检验
- 11.7 阅读建议
- 12 分类关系建模
- 12.1 示例:糖果颜色
- 12.2 皮尔逊卡方检验
- 12.3 应急表及双向试验
- 12.4 标准化残差
- 12.5 优势比
- 12.6 贝叶斯系数
- 12.7 超出 2 x 2 表的分类分析
- 12.8 注意辛普森悖论
- 13 建模持续关系
- 13.1 一个例子:仇恨犯罪和收入不平等
- 13.2 收入不平等是否与仇恨犯罪有关?
- 13.3 协方差和相关性
- 13.4 相关性和因果关系
- 13.5 阅读建议
- 14 一般线性模型
- 14.1 线性回归
- 14.2 安装更复杂的模型
- 14.3 变量之间的相互作用
- 14.4“预测”的真正含义是什么?
- 14.5 阅读建议
- 15 比较方法
- 15.1 学生 T 考试
- 15.2 t 检验作为线性模型
- 15.3 平均差的贝叶斯因子
- 15.4 配对 t 检验
- 15.5 比较两种以上的方法
- 16 统计建模过程:一个实例
- 16.1 统计建模过程
- 17 做重复性研究
- 17.1 我们认为科学应该如何运作
- 17.2 科学(有时)是如何工作的
- 17.3 科学中的再现性危机
- 17.4 有问题的研究实践
- 17.5 进行重复性研究
- 17.6 进行重复性数据分析
- 17.7 结论:提高科学水平
- 17.8 阅读建议
- References