WISSENSARTIKEL / WAHRSCHEINLICHKEIT

Likelihood

Wahrscheinlichkeit und Likelihood in Statistik und Datenanalyse

◎ KURZDEFINITION

Likelihood Likelihood ist eine Funktion, die angibt, wie wahrscheinlich ein beobachteter Datensatz unter gegebenen Modellparametern ist.

Eigenständig verständliche Definition
✦

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Likelihood bewertet, wie gut ein Modell mit bestimmten Parametern die beobachteten Daten erklärt.
  • Sie unterscheidet sich von der Wahrscheinlichkeit, da sie die Parameter variabel hält und die Daten fixiert.
  • Die Maximum-Likelihood-Methode nutzt die Likelihood zur Parameterschätzung.
  • Likelihood ist keine Wahrscheinlichkeitsverteilung über Parameter, sondern eine Funktion der Parameter.
  • In der Praxis wird oft die logarithmische Likelihood verwendet, um Rechenoperationen zu vereinfachen.
  • Likelihood spielt auch eine Rolle in der Modellselektion und Hypothesentests.
01

Überblick: Likelihood

Der Begriff Likelihood spielt eine zentrale Rolle in der Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung, insbesondere bei der Schätzung von Parametern statistischer Modelle. Im Gegensatz zur reinen Wahrscheinlichkeit betrachtet die Likelihood die Parameter als variabel und die Daten als gegeben. Dies ermöglicht es, anhand der beobachteten Daten Rückschlüsse auf die plausibelsten Parameterwerte zu ziehen. Die Likelihood-Funktion ist somit Grundlage vieler statistischer Verfahren wie der Maximum-Likelihood-Schätzung.

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Was ist Likelihood?

Likelihood ist eine Funktion, die angibt, wie wahrscheinlich ein bestimmter Datensatz unter verschiedenen Annahmen über die Parameter eines statistischen Modells ist. Dabei werden die Daten als gegeben betrachtet und die Parameter als variabel. Die Likelihood-Funktion L(θ|x) misst somit die Plausibilität der Parameter θ bei den beobachteten Daten x.

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Unterschied zwischen Wahrscheinlichkeit und Likelihood

Während die Wahrscheinlichkeit P(x|θ) angibt, wie wahrscheinlich ein Ereignis x unter gegebenen Parametern θ ist, betrachtet die Likelihood L(θ|x) die Daten x als fest und bewertet die Parameter θ. Die Wahrscheinlichkeit ist eine Funktion der Daten, die Likelihood eine Funktion der Parameter.

04

Maximum-Likelihood-Schätzung (MLE)

Die Maximum-Likelihood-Schätzung ist ein Verfahren zur Parameterschätzung, bei dem die Parameter so gewählt werden, dass die Likelihood-Funktion maximiert wird. Das bedeutet, man sucht die Parameterwerte, unter denen die beobachteten Daten am plausibelsten sind.

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Beispielhafte Likelihood-Werte für verschiedene Parameter

Parameter θLikelihood L(θ|x)Interpretation
0.10.05Geringe Plausibilität
0.50.35Mittlere Plausibilität
0.90.60Hohe Plausibilität
06

Log-Likelihood

Die Log-Likelihood ist der natürliche Logarithmus der Likelihood-Funktion. Sie wird häufig verwendet, weil sie Produkte von Wahrscheinlichkeiten in Summen umwandelt, was die Berechnung und Optimierung erleichtert.

07

Anwendungen der Likelihood

Likelihood wird in vielen Bereichen eingesetzt, darunter Statistik, Maschinelles Lernen, Bioinformatik und Ökonometrie. Sie dient zur Parameterschätzung, Modellbewertung und Hypothesentests.

08

Grenzen und Herausforderungen

Die Interpretation der Likelihood ist nicht trivial, da sie keine Wahrscheinlichkeitsverteilung über Parameter darstellt. Zudem kann die Likelihood-Funktion komplex sein und mehrere lokale Maxima besitzen, was die Optimierung erschwert.

09

Wichtig

✦

Likelihood ist keine Wahrscheinlichkeit im klassischen Sinn, sondern eine Funktion zur Bewertung von Parametern anhand gegebener Daten.

◇

Zusatzinformationen

◇

Begriff: Likelihood

Definition: Funktion, die die Plausibilität von Modellparametern angesichts beobachteter Daten misst

Anwendungsbereiche: Statistik, Datenanalyse, Maschinelles Lernen

Wichtigste Methode: Maximum-Likelihood-Schätzung

Unterschied zu Wahrscheinlichkeit: Parameter variabel, Daten fixiert

Typische Form: L(θ|x) = P(x|θ), wobei θ Parameter, x Daten sind

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Synonyme und alternative Bezeichnungen

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Häufige Fragen zu Likelihood

Was ist der Unterschied zwischen Wahrscheinlichkeit und Likelihood?

Wahrscheinlichkeit betrachtet die Daten als variabel und die Parameter als gegeben, während Likelihood die Daten als gegeben und die Parameter als variabel betrachtet.

Wofür wird die Likelihood verwendet?

Sie wird hauptsächlich zur Parameterschätzung in statistischen Modellen verwendet, insbesondere bei der Maximum-Likelihood-Schätzung.

Kann die Likelihood größer als 1 sein?

Ja, da Likelihood keine Wahrscheinlichkeit ist, kann sie Werte größer als 1 annehmen.

Was ist die Log-Likelihood?

Die Log-Likelihood ist der natürliche Logarithmus der Likelihood-Funktion und wird zur Vereinfachung von Berechnungen verwendet.

Wie wird die Likelihood in der Praxis berechnet?

Sie wird berechnet, indem man die Wahrscheinlichkeiten der beobachteten Daten unter verschiedenen Parametern multipliziert oder deren Logarithmen summiert.

Ist Likelihood eine Wahrscheinlichkeitsverteilung?

Nein, Likelihood ist keine Wahrscheinlichkeitsverteilung über Parameter, sondern eine Funktion, die die Plausibilität von Parametern angibt.

Welche Rolle spielt Likelihood bei Hypothesentests?

Likelihood wird verwendet, um Modelle zu vergleichen und Hypothesen anhand der Daten zu bewerten.

▤

Quellen & weiterführende Informationen

Quellenvorschläge und Nachweise zum Artikel. Bitte externe Inhalte eigenständig prüfen.

3 Quellen
  1. 01
    Statistik: Eine Einführung für Sozialwissenschaftler ↗
    Springer Verlag· Hans-Peter Müller· BuchKI-Vorschlag · ungeprüft

    Grundlagen der Likelihood und Maximum-Likelihood-Schätzung

    https://www.springer.com/de/book/9783658291234
  2. 02
    Maximum Likelihood Estimation ↗
    Statlect· Statlect Team· Online-LernplattformKI-Vorschlag · ungeprüft

    Erklärung und Anwendung der Maximum-Likelihood-Methode

    https://www.statlect.com/fundamentals-of-statistics/maximum-likelihood-estimation
  3. 03
    Likelihood Function ↗
    Encyclopedia Britannica· Encyclopedia Britannica Editors· EnzyklopädieKI-Vorschlag · ungeprüft

    Definition und Unterschiede zur Wahrscheinlichkeit

    https://www.britannica.com/science/likelihood-function
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