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通俗易懂讲解贝叶斯,贝叶斯公式与条件概率区别

时间:2023-05-03 07:51:48 阅读:143606 作者:1771

在实际生活中,在已知某个事件发生的条件下,可能需要考虑另一个事件发生的概率,这个概率或者说条件概率。 本文从条件概率出发,引出概率论和数理统计中非常重要的两个公式,即全概率公式和贝叶斯公式。

首先,什么是条件概率? 定义:设a、b为两个事件,且p(b )为0,则比值称为在事件b已经发生的条件下,事件a发生的条件概率,表示为p(a|b ),即。

如何理解这个条件概率的公式呢?

我们用古典概型(等可能概型)来理解上式。 将实验的基本事件的总数设为n,将b中包含的基本事件的数量设为m(M0,AB中包含的基本事件的数量设为k )。 因为事件b已经发生了,所以考虑事件a发生的概率时,所有可能的结果一般不是整个样本空间s,而是b中的结果。 也就是说,成为a发生原因的结果必然来自b,可以从古典概型中的事件概率的计算中得到。

从集合的观点来看,画画可能很容易理解:

举个条件概率的栗子:

一个袋子里有三个黑球和七个白球。 按顺序取两次不从袋子里放回去的球。 每次取一个球。 现在求:

)1)如果第1次取出的是黑球,那么已知第2次取出的也是黑球的概率

)如果第二次取出的是黑球,那么已知第一次取出的也是黑球的概率。

事件表示第I次取得了黑球,如果I=1,2,则为:

所以:

在上面的示例中,如果不返回样品,则似乎表明每次吸引黑色球的概率相等,而与吸引球的顺序无关。 其实,这种感觉是正确的。 生活中也有这样的例子。 比如买彩票的话,在彩票发行前10天,每天都会去彩票站买号码不同的彩票。 这10张彩票中奖的概率理论上是一样的。 感兴趣的同学可以考虑其理由。

接下来是乘法公式和乘法定理。 在前文中得到了条件概率的公式。 p(b ) 0时,

在p(a ) 0的情况下,

如果改变条件概率公式,则得到乘法公式:

乘法定理是乘法公式的扩展:

最后介绍的是全概率公式和贝叶斯公式。全概率公式

定义:设s为实验e的样本空间,e的一系列事件,如果

称为样本空间s的一个划分或分割。

全概率式:作为样本空间s的1个划分,并且针对任意的事件a

全概率公式的证明:

如果是,请:

同样,也可以从集合的角度理解全概率公式。 下图是全概率公式的图解。

举个全概率公式的栗子:

某厂有四条生产线生产同一产品,四条生产线的产量分别占总产量的15%、20%、30%、35%,而这四条生产线的废品率依次为0.05、0.04、0.03、0.02 现在,从出厂的产品中取一个,正好求出取不合格品的概率。

假设在a中取一个活动,正好取不合格品。 这意味着要拿走被第I条管线拿走的任何一种产品。 I=1、2、3、4构成了样本空间的一个分区。 然后:

根据全概率公式得到:

因此,从发货的产品中取任意一个,正好取不合格品的概率为3.15%。

贝叶斯公式

在上述例子中,在该工厂有规定的情况下,出现不合格品时,必须追究有关流水线的经济责任。 现在从出货的产品中取一个,结果是不合格品,但是该产品在哪个生产线上生产的标识已经脱落了,该产品来自四条生产线中的一条生产线的概率分别是多少?

上述问题实际上是在已知取得不合格品的条件下,求出该产品从四条生产线中的任意一条生产线的条件概率

同样地,可以求出

到此为止,我们引入了非常有用的公式。 也就是说,以下贝叶斯公式:

作为样本空间s的划分,且针对任意的事件a有情况下

中选择所需的墙类型。 这个公式就是贝叶斯公式。

贝叶斯公式本质上是一个条件概率公式,它只不过用乘法公式展开了条件概率公式中的分子,用全概率公式展开了条件概率公式中的分母。

PS )本文内容主要参考高等教育出版社出版的懦弱的天鹅主编《概率论与数理统计》一书

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