1.貝葉斯定理有什麼用:
為了解決「逆概率」問題,它可以根據過去的資料來**出概率,在有限的資訊下,能夠**出概率。
2.什麼是貝葉斯定理:
公式: p(a|b) = p(a) * [p(b|a)/p(b)]
1)p(a):先驗概率,即在不知道b事件的前提下,我們對a事件概率的乙個主觀判斷。
2)p(b|a)/p(b):可能性函式,這是乙個調整因子,即新資訊b帶來的調整,作用是使得先驗概率更接近真實概率。
2.1.如果「可能性函式」p(b|a)/p(b) > 1,意味著「先驗概率」被增強,事件a的發生的可能性變大;
2.2.如果「可能性函式」= 1,意味著b事件無助於判斷事件a的可能性;
2.3.如果「可能性函式」< 1,意味著「先驗概率」被削弱,事件a的可能性變小;
3)p(a|b):後驗概率,即在b事件發生以後,我們對a事件概率的重新評估。
3.應用案例:
1)全概率公式:這個公式的作用是計算貝葉斯定理中的p(b)
p(b) = p(b|a)p(a) + p(b|a')p(a')
含義:如果a和a'構成乙個問題的全部(全部的樣本空間),那麼事件b的概率,就等於a和a'的概率分別乘以b對這兩個事件的條件概率之和。
案例題:1號碗(30顆巧克力+10顆水果糖)、2號碗(20顆巧克力+20顆水果糖)
問:把碗蓋住,隨機選擇乙個碗,從裡面摸出一顆巧克力,這顆巧克力來自1號碗的概率有多少?
解:來著1號碗記為事件a1,來著2號碗記為事件a2,那麼問題即為p(a|b)【即取出的是巧克力,來著1號碗的概率】
1)求先驗概率:
由於兩個碗是一樣的,所以在得到新資訊(取出的是巧克力之前),這兩個碗被選擇的概率相同。因此p(a1) = p(a2) = 0.5(a1表示來著1號碗,a2表示來著2號碗)
2)求可能性函式 p(b|a)/p(b):
p(b|a1)表示從1號碗中(a1)取出巧克力(b)的概率
因為1號碗裡有30顆巧克力+10顆糖,所以p(b|a1) = 30/(30+10) = 75%
p(b) = p(b|a1)p(a1) + p(b|a2)p(a2) = [30/(30+10)]*0.5 + [20/(20+20)]*0.5 = 62.5%
可能性函式p(b|a1)/p(b) = 75%/62.5% = 1.2
3)帶入貝葉斯公式求後驗概率:
p(a1|b) = p(a1)*[p(b|a1)/p(b)] = 50%*1.2 =60%
2)如果將公式中的a換成「規律」,b換成「現象」:
p(規律|現象) = p(現象|規律)[p(規律)/p(現象)]
還以前案例分析:這兒有兩個規律(從1號碗來規律、從2號碗來規律),有兩個現象(巧克力現象、水果糖現象)。而且知道兩個碗是一模一樣的,所以兩個規律的概率是一樣的,p(從1號碗來規律) = p(從2號碗來規律) = 0.5。同時知道p(巧克力現象|從1號碗來規律) = 30/(30+10)=0.75,p(水果糖現象|從1號碗來規律)=10/(30+10)=0.25;p(巧克力現象|從2號碗來規律) = 20/(20+20)=0.5 = p(水果糖現象|從2號碗來規律)。另外,p(巧克力現象)=(30+20)/(30+10+20+20)=0.625,p(水果糖現象)=(10+20)/(30+10+20+20)=0.375。現在的問題是觀察到了乙個巧克力現象,要求推斷後面的規律,即從1號碗來的規律的概率有多大,也就是p(從1號碗來規律|巧克力現象):
p(從1號碗來規律|巧克力現象) = p(巧克力現象|從1號碗來規律)*[p(從1號碗來規律)/p(巧克力現象)] = 0.75*[0.5/0.625]=60%
舉例2:
1所學校裡有60%的男生,40%的女生。男生總是穿長褲,女生則一半穿長褲、一半穿裙子。假設你走在校園裡,迎面走來乙個穿長褲的學生,問男生的概率是多大?
這兒有兩個規律(是男生規律、是女生規律),而且知道規律的發生概率p(是男生規律)=0.6,p(是女生規律)=0.4。有兩種現象(穿長褲現象、穿裙子現象),假設有10個學生,6個男生、4個女生,那麼p(穿長褲現象)=(6+2)/10=0.8,p(穿裙子現象)=2/10=0.2。另外,p(穿長褲現象|是男生規律)=6/6=1,p(穿裙子現象|是男生規律)=0,p(穿長褲現象|是女生規律) = p(穿裙子現象|是女生規律)=0.5。現在,看到了乙個穿長褲的學生,需要推斷是男生的概率,即p(是男生規律|穿長褲現象):
p(是男生規律|穿長褲現象) = p(穿長褲現象|是男生規律)*[p(是男生規律)/p(穿長褲現象)]=1*[0.6/0.8]=0.75
舉例3:
一輛計程車在雨夜肇事,現場有乙個目擊者說,看見該車是藍色。已知:1.該目擊者識別藍色和綠色計程車的準確率是80%;2.該地的計程車85%是綠色的,15%是藍色的。問:那輛肇事車是藍色的概率有多大?
有兩個規律:藍色的車、綠色的車,有兩個現象(或者叫觀察、資料、取樣等等):車被看成藍色、車被看成綠色。從例子中的資訊可知:p(綠色的車)=0.85,p(藍色的車)=0.15。p(車被看成藍色|藍色的車)=0.8,p(車被看成綠色|藍色的車)=0.2,p(車被看成綠色|綠色的車)=0.8,p(車被看成藍色|綠色的車)=0.2。假設該地有100輛計程車,那麼,85輛是綠色的、15輛是藍色的。再者,目擊者只有80%的準確率,那麼,車被看成藍色的有:是藍色的看成了藍色的=15*0.8=12,是綠色的看成了藍色的=85*0.2=17,總計12+17=29,所以p(車被看成藍色)=29/100=0.29
p(藍色的車|車被看成藍色) = p(車被看成藍色|藍色的車)*[p(藍色的車)/p(車被看成藍色)] = 0.8*[0.15/0.29]=0.4138
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