Bootstrap

Fondements de l’inférence en Python

Paul Savala

Assistant Professor of Mathematics

Bootstrap

  • Bootstrap = Échantillonnage avec remise
    1. Choisir un élément au hasard
    2. Le noter
    3. Le remettre dans les données (remise)
    4. Répéter
  • Échantillon bootstrap = Échantillon généré par bootstrap
Fondements de l’inférence en Python

Intervalle de confiance non paramétrique

  • Analogue non paramétrique de stats.norm.interval
    • Échantillonner avec remise
    • Calculer la statistique de test
    • L'enregistrer
    • Répéter
  • Produit une distribution empirique
Fondements de l’inférence en Python
salaries_df['Years of Employment']
[6, 11, 14, 3, 2, ...]
sample_1 = salaries_df['Years of Employment'].sample(n=10)

print(max(sample_1) - min(sample_1))
7
  • Répéter ce processus de nombreuses fois
  • 95 % central des résultats = intervalle de confiance bootstrap à 95 %
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# Fonction statistique
def max_min(x):
    return max(x) - min(x)

# Données sous forme de tuple data = (salaries_df['Years of Employment'], )
bootstrap_ci = stats.bootstrap(data, max_min, vectorized=False, n_resamples=1000)
print(bootstrap_ci)
BootstrapResult(confidence_interval=ConfidenceInterval(low=33.0, high=38.0),
standard_error=1.3843971812870597)
Fondements de l’inférence en Python

Intervalles de confiance normaux

 

  • Nécessitent des données normales
  • Calculés à partir de la moyenne et de l'erreur standard seulement
  • Inférence valide uniquement pour des données normales
  • Très rapides à calculer

Intervalles de confiance par bootstrap

 

  • Acceptent toute distribution
  • Calculés directement par rééchantillonnage
  • Inférence valide pour tout type de données
  • Bien plus lents à calculer
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Cas d'usage du bootstrap

  • Lorsqu'on travaille avec des données non normales
    • Données ordinales
    • Données asymétriques
  • Lorsque les intervalles normaux renvoient des valeurs douteuses
  • Fonctionne avec toute statistique souhaitée
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Passons à la pratique !

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