生存模型與死亡率
生存函數、密度與死亡力的關係
生存模型是同一枚硬幣的三個面:生存函數 S(x)(活過 x 歲的機率)、密度 f(x)(死亡的可能性如何分布於各年齡)、以及死亡力 mu-x(x 歲時的瞬時危險)。它們看似不同,卻描述著關於壽命的完全相同的資訊,任何一個都能換算成另外兩個。掌握這些關係,意味著你永遠不必從頭來過——你只需翻譯。
三條樸素的紐帶把它們連在一起。第一,密度是生存被侵蝕的速度:f(x) = -S'(x),即生存曲線斜率的相反數。第二,死亡力是密度相對於仍處於風險中的倖存者之比:mu-x = f(x) / S(x)——單位時間的死亡,除以仍然活著的人群。第三,把死亡力累積起來就還原出生存:S(x) = exp(- mu 在 0 到 x 上的積分)。合起來便有 f(x) = S(x) 乘 mu-x:恰好在 x 歲死亡的機率,等於活到 x 歲的機率乘上在那裡死亡的強度。
這些換算是生存分析每天使用的語法。一項醫學研究可能直接從資料估出風險率,再需要生存曲線來報告五年生存率;精算師則可能從一張列表的生存函數出發,反推出死亡力,以比較兩條死亡律。正因三者可互換,你可以挑最易建模或估計的那一個,再換算成問題所需的形式。
若 S(x) = exp(-0.01x),求導得 f(x) = 0.01 exp(-0.01x),再相除得 mu-x = f(x)/S(x) = 0.01——這是常數死亡力,即指數壽命。
從 S、f、mu 中任意一個出發都能到達另外兩個:求導、相除,或先積分再取指數。
這些關係只對連續的壽命模型成立。在按整數年齡取樣的生命表中,應改用離散類比(p-x、q-x),並藉助分數年齡假設來填補中間的空隙。
又稱
另見