全概率公式和貝葉斯公式的定義與說明

一、前言

條件概率是概率論中一個重要而實用的概念。所考慮的是事件A已發生的條件下事件B發生的概率。全概率公式貝葉斯公式都是考慮在一個樣本空間S劃分下多個事件概率的求解,只不過全概率公式是根據分事件求解和事件,而別噎死公式是根據和事件求解分事件。

二、條件概率

        設A,B是兩個事件,且P(B)>0,則在事件B發生的條件下,事件A發生的條件概率(conditional probability)爲:

                     P(A|B)=P(AB)/P(B)

三、乘法公式

  3.1 由條件概率公式得:

                       P(AB)=P(A|B)P(B)=P(B|A)P(A)    

        上式即爲乘法公式;

   3.2 乘法公式的推廣:對於任何正整數n≥2,當P(A1A2...An-1) > 0 時,有:

         P(A1A2...An-1An)=P(A1)P(A2|A1)P(A3|A1A2)...P(An|A1A2...An-1)

四、全概率公式

4.1定義

        如果事件組B1,B2,.... 滿足

        (1) B1,B2....兩兩互斥,即 Bi ∩ Bj = ∅ ,i≠j , i,j=1,2,....,且P(Bi)>0,i=1,2,....;

        (2) B1∪B2∪....=Ω ,則稱事件組 B1,B2,...是樣本空間Ω的一個劃分。設 B1,B2,...是樣本空間Ω的一個劃分,A爲任一事件,則:

          上式即爲全概率公式(formula of total probability)。

4.2 含義

全概率公式的意義在於,當直接計算P(A)較爲困難,而P(Bi),P(A|Bi)  (i=1,2,...)的計算較爲簡單時,可以利用全概率公式計算P(A)。思想就是,將事件A分解成幾個小事件,通過求小事件的概率,然後相加從而求得事件A的概率,而將事件A進行分割的時候,不是直接對A進行分割,而是先找到樣本空間Ω的一個個劃分B1,B2,...Bn,這樣事件A就被事件AB1,AB2,...ABn分解成了n部分,即A=AB1+AB2+...+ABn, 每一Bi發生都可能導致A發生相應的概率是P(A|Bi),由加法公式得

         P(A) = P(AB1)+P(AB2)+....+P(ABn)

                 = P(A|B1)P(B1)+P(A|B2)P(B2)+...+P(A|Bn)P(PBn)

4.3 應用

有10盒種子,其中盒發芽率爲90%,其他9盒爲20%。隨機選取其中一盒,從中取出一粒種子,該種子能發芽的概率爲多少?

設:隨機選取一盒種子爲事件A,來自發芽率90%的盒子爲事件A1,來自發芽率10%的盒子的概率爲事件A2.種子發芽與否爲事件B,發芽爲事件B1,不發芽爲事件B2。

則有全概率公式可知,

             P(B1)=P(B1/A1)*P(A1)+P(B1/A2)*P(A2) = 90%*1/10+10%*9/10 = 0.27

五、貝葉斯公式

5.1  定義

與全概率公式解決的問題相反,貝葉斯公式是建立在條件概率的基礎上尋找事件發生的原因(即大事件A已經發生的條件下,分割中的小事件Bi的概率),設B1,B2,...是樣本空間Ω的一個劃分,則對任一事件A(P(A)>0),有     

                                                          

上式即爲貝葉斯公式(Bayes formula),Bi 常被視爲導致試驗結果A發生的”原因“,P(Bi)(i=1,2,...)表示各種原因發生的可能性大小,故稱先驗概率;P(Bi|A)(i=1,2...)則反映當試驗產生了結果A之後,再對各種原因概率的新認識,故稱後驗概率。

5.2 應用

有10盒種子,其中盒發芽率爲90%,其他9盒爲20%。隨機選取其中一盒。若該種子能發芽,則它來自發芽率高的1盒的概率是多少?

設:隨機選取一盒種子爲事件A,來自發芽率90%的盒子爲事件A1,來自發芽率10%的盒子的概率爲事件A2.種子發芽與否爲事件B,發芽爲事件B1,不發芽爲事件B2。

  由貝葉斯公式可知,P(A1|B1) = P(B1|A1)  /(P(B1|A1)+P(B1|A2))= 1/3

六、參考

地址:https://www.cnblogs.com/ohshit/p/5629581.html

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