貝葉斯 02 理解貝葉斯

2021-08-13 16:08:58 字數 2377 閱讀 1704

首先簡略回顧一下,全概率和貝葉斯。其實這兩者是密不可分的,互相之間是乙個順序問題,全概率反過去就是貝葉斯,這類問題只需要區分清楚是知道原因求結果,還是知道結果尋原因就可以了。全概率公式是計算由諸多原因而導致的某件複雜事情發生的概率,而貝葉斯就是在這件複雜的事情已經發生的前提下,去尋找諸多原因中,某一原因發生的概率。

全概率公式:

在由n個不相交的bi事件組成的樣本空間s,其中i = 1,2,3,4,......,n 且 p(bi) > 0,任意事件a發生的概率為 :

貝葉斯公式:

在由n個不相交的bi事件組成的樣本空間s,其中i = 1,2,3,4,......,n 且 p(bi) > 0,在事件a發生的條件下,事件bi發生的概率為 :

從數字1, 2, 3, 4中任取乙個數,記為x,再從1——x中任取乙個數,記為y,則p(y=2)=?

分析:其實這道題就很明顯屬於乙個複雜的結果,我們用全概率公式的方式來嘗試解決一下。

首先設事件p(y=2)為事件p(a),那麼樣本空間s就是由1、2、3、4四個數字組成的「完備事件組」,並且在這裡是等概事件,所以p(bi) = 1/4,並且我們讓i下標與數字一一對應,也就是p(b1)就是1作為x被選擇的物件的概率。此時我們就需要確定p(a|bi)的值了:

當x = 1:從1當中選出2的概率很明顯為0,所以p(a|b1) = 0;

當x = 2:從1和2當中選出2的概率為1/2,所以p(a|b2) = 1/2;

當x = 3:從1、2、3當中選出2的概率為1/3,所以p(a|b3) = 1/3;

當x = 4:從1、2、3、4當中選出2的概率為1/4,所以p(a|b4) = 1/4;

接下來我們就可以利用全概率公式求得

p(a) = p(b1)p(a|b1) + p(b2)p(a|b2)  +p(b3)p(a|b3) +p(b4)p(a|b4)

==>p(a) = 0 + (1/4)*(1/2) + (1/4)*(1/3) + (1/4)(1/4) = 13/48

==>p(y=2) = 13/48。

12件產品中有4件次品,在先取1件的情況下,任取2件產品皆為**,求先取1件為次品的概率。

分析:讀完題目後,最關鍵的話就是「在先取1件的情況下,任取2件產品皆為**」,很明顯這是乙個已經發生了的事件,是乙個結果,我們需要去尋因,所以使用貝葉斯來計算沒有問題。那麼接下來就是把題目中的描述與公式進行意義匹配了,首先來看這個已經發生的結果,我們設為p(a),在貝葉斯公式當中,p(a)表示的就是那個全概率事件了,樣本空間s就是取出一件產品後再取兩件產品,這時候有兩種情況:

情況1:

第一件取出的產品是**,那麼剩下的11件產品中有4件次品,7件**。我們設這種情況的事件為p(a1)那麼任取兩件為**的概率就是:

p(a1) = p(第一次是**)p(剩下的11件中任取兩個**) = p(第一次是**)((7件**中選兩件) / (11件中取兩件) )

==>p(a1) = (8/12)*( c(2,7)/c(2,11) ) = (2/3)*((7*6)/(11*10)) = 14/55;

注:c(n,m),其中n為上標,m為下標。代表數學中排列組合的情況,輸入不變,以這種形式表示。

情況2:

第一件取出的產品是次品,那麼剩下的11件產品中有3件次品,8件**。我們設這種情況的事件為p(a2)那麼任取兩件為**的概率就是:

p(a2) = p(第一次是次品)p(剩下的11件中任取兩個**) = p(第一次是次品)((8件**中選兩件) / (11件中取兩件) )

==>p(a2) = (4/12)*( c(2,8)/c(2,11)) = (1/3)*((8*7)/(11*10)) = 28/165;

所以事件p(a) = p(a1) + p(a2) = 16/33。

結果已經有了,那麼所求的是什麼呢?文字描述就是p(第一次取得是次品 | 在先取1件的情況下,任取2件產品皆為**)《這裡我們假設第一次取得次品得事件為「b次」,那麼用公式表示就是p(b次|a)。

根據貝葉斯公式以及全概率公式

、p(b次|a) = p(a|b次)p(b次) / p(a)

其中p(a) = 21/55,p(b次) = 1/3,p(a|b次) = p(a2)/p(第一次是次品) = 28/55

==> p(p(b次|a)) = ((28/55)*(1/3)) / (16/33) = 2/5。

牢記全概率和貝葉斯的定義,結合例項理解他們各自的含義,這類問題通常就是尋找樣本空間,完備事件組,搞清楚誰是原因,誰是結果,解決起來也就得心應手了。

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