Bukti hubungan antara tingkat bahaya, kepadatan probabilitas, fungsi bertahan hidup

Saya membaca sedikit tentang analisis survival dan sebagian besar buku pelajaran menyatakan itu

$h(t)= \lim_{ \Delta t \rightarrow 0} \frac{P(t < T \leq t+\Delta t |T \geq t )}{ \Delta t} =\frac{f(t)}{1-F(t)} (1)$

di mana $h(t)$ adalah tingkat bahaya,

$f(t)=\lim_{\Delta t \rightarrow 0} \frac{P(t < T \leq t+\Delta t)}{ \Delta t}(2)$ fungsi kerapatan,

$F(t)=Pr(T<t) (3)$ dan

$S(t)=Pr(T>t)=1-F(t) (4)$

Mereka juga menyatakan itu

$S(t)= e^{- \int_0^t h(s)ds } (5)$

Sebagian besar buku teks (setidaknya yang saya miliki) tidak memberikan bukti untuk (1) atau (5). Saya pikir saya berhasil melewati (1) sebagai berikut

$h(t)= \lim_{ \Delta t \rightarrow 0} \frac{P(t < T \leq t+\Delta t |T \geq t )}{ \Delta t}=$ $\lim_{ \Delta t \rightarrow 0} \frac{P(T \geq t |t < T \leq t+\Delta t ) P(t < T \leq t+\Delta t)}{ P(T \geq t)\Delta t}$ yang karena (2) dan (4) menjadi $\lim_{ \Delta t \rightarrow 0} \frac{P(T \geq t |t < T \leq t+\Delta t )f(t)}{S(t)\Delta t}$ tetapi $P(T \geq t |t < T \leq t+\Delta t )=1$ karena itu $h(t)=\frac{f(t)}{1-F(t)}$

Bagaimana seseorang membuktikan (5)?

survival tidak ada stok
sumber

Sudahkah Anda mencatat bahwa adalah turunan dari ?

h (t)

$h(t)$

- \log S (t)

$- \log S(t)$

Stéphane Laurent

Ya saya juga tidak mengerti ...

nostock

Dalam bukti Anda tentang (1), Anda harus pertama-tama berpendapat bahwa probabilitas ke-2 dalam pembilang adalah 1, dan kemudian menerapkan (2) dan (4).

ocram

Mengapa urutan itu penting?

nostock

Jika Anda tetap memesan, Anda harus berargumen bahwa batas sebagai (daripada proba itu sendiri) sama dengan . Ngomong-ngomong, ini detailnya ...

Δ t \to 0

$\Delta t \rightarrow 0$

1

$1$

ocram

Jawaban:

Turunan dari adalah Oleh karena itu, seperti yang disebutkan oleh @ StéphaneLaurent, kita memiliki mana kesetaraan terakhir mengikuti dari (1). $S$

\frac{d S (t)}{d t} = \frac{d (1 - F (t))}{d t} = - \frac{d F (t)}{d t} = - f (t)

$\frac{\mathrm{d}S(t)}{\mathrm{dt}} = \frac{\mathrm{d}(1 - F(t))}{\mathrm{dt}} = - \frac{\mathrm{d}F(t)}{\mathrm{dt}} = -f(t)$

- \frac{d \log (S (t))}{d t} = \frac{- \frac{d S (t)}{d t}}{S (t)} = \frac{f (t)}{S (t)} = h (t)

$-\frac{\mathrm{d}\log(S(t))}{\mathrm{dt}} = \cfrac{-\frac{\mathrm{d}S(t)}{\mathrm{dt}}}{S(t)} = \frac{f(t)}{S(t)} = h(t)$

Mengambil integral kedua sisi dari hubungan sebelumnya, kita memperoleh sehingga

- \log (S (t)) = \int_{0}^{t} h (s) d s

$-\log(S(t)) = \int_0^t h(s) \, \mathrm{d}s$

S (t) = \exp {- \int_{0}^{t} h (s) d s}

$S(t) = \exp \left\{- \int_0^t h(s) \, \mathrm{d}s\right\}$

Ini persamaan Anda (5). Bagian integral dalam eksponensial adalah bahaya terintegrasi, juga disebut bahaya kumulatif [sehingga ]. $H(t)$ $S(t) = \exp(-H(t))$

okram
sumber

Bisakah Anda menjadi sedikit lebih eksplisit di

- \frac{d \log (S (t))}{d t} = \frac{- \frac{d S (t)}{d t}}{S (t)}

$-\frac{\mathrm{d}\log(S(t))}{\mathrm{dt}} = \cfrac{-\frac{\mathrm{d}S(t)}{\mathrm{dt}}}{S(t)}$

nostock

Ini adalah aturan rantai. Kami memiliki sehingga

\frac{d \log (x)}{d x} = \frac{1}{x}

$\frac{\mathrm{d}\, \log(x)}{\mathrm{d}x} = \frac{1}{x}$

\frac{d \log (f (x))}{d x} = \frac{\frac{d f (x)}{d x}}{x}

$\cfrac{\mathrm{d}\, \log(f(x))}{\mathrm{d}x} = \cfrac{\frac{\mathrm{d}\,f(x)}{\mathrm{d}x}}{x}$

ocram

Haruskah x di sisi kanan persamaan terakhir adalah f (x) ?, yaitu untuk membedakan y = log S (t). Biarkan u = S (t) karena itu . Selain itu, kami memiliki dan jadi . Berdasarkan aturan rantai, jadi

\frac{d u}{d t} = d S (t) / d t = S^{'} (t)

$\frac{du}{dt} =dS(t)/dt = S'(t)$

y = l o g S (t) = l o g (u)

$y = log S(t) = log(u)$

\frac{d y}{d u} = \frac{1}{u} = \frac{1}{S (t)}

$\frac{dy}{du} = \frac{1}{u} = \frac{1}{S(t)}$

\frac{d y}{d t} = \frac{d y}{d u} \frac{d u}{d t} = \frac{1}{S (t)} S^{'} (t) = \frac{S^{'} (t)}{S (t)}

$\frac{dy}{dt} = \frac{dy}{du} \frac{du}{dt} = \frac{1}{S(t)} S'(t) = \frac{S'(t)}{S(t)}$

user1420372

@ user1420372: Ya, Anda benar. Seharusnya f (x).

ocram

h (t) = \frac{f (t)}{S (t)}

$h(t) = \frac{f(t)}{S(t)}\$

= \frac{f (t)}{1 - F (t)}

$= \frac{f(t)}{1-F(t)}$

= \frac{f (t)}{1 - \int_{0}^{t} f (s) d s}

$= \frac{f(t)}{1- \int^t_0{f(s) ds}}$

Integrasikan kedua sisi: Bedakan kedua sisi:

\int_{0}^{t} h (s) d s = \int_{0}^{t} \frac{f (s)}{1 - \int_{0}^{t} f (s) d s} d s

$\int^t_0 h(s) ds = \int^t_0 \frac{f(s)}{1- \int^t_0{f(s)ds}}ds$

= - \ln [1 - \int_{0}^{t} f (s) d s]_{0}^{t} + c

$= -\ln [1- \int^t_0{f(s)ds}]^t_0+ c$

1 - \int_{0}^{t} f (s) d s = \exp [- \int_{0}^{t} h (s) d s]

$1- \int^t_0{f(s)ds} = \exp [-\int^t_0 h(s) ds]$

- f (t) = - h (t) \exp [- \int_{0}^{t} h (s) d s]

$-f(t) = -h(t) \exp[-\int^t_0 h(s) ds]$

f (t) = h (t) \exp [- \int_{0}^{t} h (s) d s]

$f(t) = h(t) \exp[-\int^t_0 h(s) ds]$

Karena

h (t) = \frac{f (t)}{S (t)}

$h(t) = \frac{f(t)}{S(t)}$

S (t) = \frac{f (t)}{h (t)}

$S(t) = \frac{f(t)}{h(t)}$

Ganti dengan , Oleh karena itu, $f(t)$ $h(t) \exp[-\int^t_0 h(s) ds]$

S (t) = \frac{h (t) \exp [- \int_{0}^{t} h (s) d s]}{h (t)}

$S(t) = \frac{h(t) \exp[-\int^t_0 h(s) ds]}{h(t)}$

S (t) = \exp [- \int_{0}^{t} h (s) d s]

$S(t) = \exp[-\int^t_0 h(s) ds]$

Vara
sumber

Kami membuktikan persamaan berikut: bukti:

S (t) = \exp {- \int_{0}^{t} h (u) d u}

$S(t)=\exp\{-\int_{0}^{t}h(u)du\}$

Kami pertama-tama membuktikan bukti :

f (t) = - \frac{d S (t)}{d t}

$f(t)=-\frac{dS(t)}{dt}$

f (t) = \frac{d F (t)}{d t} = \frac{d P (T < t)}{d t} = \frac{d (1 - S (t))}{d t} = - \frac{d S (t)}{d t} ◼

$f(t)=\frac{dF(t)}{dt}=\frac{dP(T<t)}{dt}=\frac{d(1-S(t))}{dt}=-\frac{dS(t)}{dt}\ \blacksquare$ Dan kita tahu Pengganti menjadi kita dapatkan lalu lanjutkan bukti utama kami. Dengan mengintegrasikan kedua sisi persamaan di atas, kita memiliki Kemudian kita mendapatkan hasil

h (t) = \frac{f (t)}{S (t)}

$h(t)=\frac{f(t)}{S(t)}$

f (t)

$f(t)$

h (t)

$h(t)$

h (t) = \frac{- \frac{d S (t)}{d t}}{S (t)}

$h(t)=\frac{-\frac{dS(t)}{dt}}{S(t)}$

\int_{0}^{t} h (u) d u = \int_{0}^{t} \frac{- \frac{d S (t)}{d t}}{S (t)} d t = \int_{0}^{t} - S (t)^{- 1} d S (t) = - [\log S (t) - \log S (0)] = - \log S (t)

$\int_0^th(u)du=\int_0^t\frac{-\frac{dS(t)}{dt}}{S(t)}dt=\int_0^t-S(t)^{-1}dS(t)\\ =-[\log S(t)-\log S(0)]=-\log S(t)$

S (t) = \exp {- \int_{0}^{t} h (u) d u} ◼

$S(t)=\exp\{-\int_0^th(u)du\}\ \blacksquare$

CCKevin Wang
sumber