生存模型与死亡率

生存函数、密度与死亡力的关系

生存模型是同一枚硬币的三个面:生存函数 S(x)(活过 x 岁的概率)、密度 f(x)(死亡的可能性如何分布于各年龄)、以及死亡力 mu-x(x 岁时的瞬时危险)。它们看似不同,却描述着关于寿命的完全相同的信息,任何一个都能换算成另外两个。掌握这些关系,意味着你永远不必从头来过——你只需翻译。

三条朴素的纽带把它们连在一起。第一,密度是生存被侵蚀的速度:f(x) = -S'(x),即生存曲线斜率的相反数。第二,死亡力是密度相对于仍处于风险中的幸存者之比:mu-x = f(x) / S(x)——单位时间的死亡,除以仍然活着的人群。第三,把死亡力累积起来就还原出生存:S(x) = exp(- mu 在 0 到 x 上的积分)。合起来便有 f(x) = S(x) 乘 mu-x:恰好在 x 岁死亡的概率,等于活到 x 岁的概率乘上在那里死亡的强度。

这些换算是生存分析每天使用的语法。一项医学研究可能直接从数据估出风险率,再需要生存曲线来报告五年生存率;精算师则可能从一张列表的生存函数出发,反推出死亡力,以比较两条死亡律。正因三者可互换,你可以挑最易建模或估计的那一个,再换算成问题所需的形式。

若 S(x) = exp(-0.01x),求导得 f(x) = 0.01 exp(-0.01x),再相除得 mu-x = f(x)/S(x) = 0.01——这是常数死亡力,即指数寿命。

从 S、f、mu 中任意一个出发都能到达另外两个:求导、相除,或先积分再取指数。

这些关系只对连续的寿命模型成立。在按整数年龄取样的生命表中,应改用离散类比(p-x、q-x),并借助分数年龄假设来填补中间的空隙。

又称
S-f-mu relations三者关系生存量之间的换算