20.3

贝叶斯公式

在全概率公式基础上根据结果反推原因发生的条件概率。

12 分钟拓展 / 选学条件概率与随机变量
本文章目录

01 · 出发点

从已经观察到的结果反推原因

检测结果呈阳性并不等于被检测者一定患病,因为阳性既可能来自真正患病,也可能来自假阳性。贝叶斯公式把结果出现后的信息用于更新各原因的可能性。

计算时先用全概率公式求结果出现的总概率,再把某一原因通向该结果的路径概率除以总概率。它本质上仍是条件概率定义。

02 · 概念

贝叶斯公式中的先验、似然与后验

P(Bi)P(B_i) 表示观察结果前原因 BiB_i 的先验概率,P(ABi)P(A\mid B_i) 描述该原因产生结果 A 的可能性,P(BiA)P(B_i\mid A) 是观察 A 后更新得到的后验概率。

后验概率由证据强度和先验基础率共同决定。即使检测很准确,当目标事件本身非常少见时,阳性结果中的真正阳性比例也可能不高。

03 · 方法

用概率树完成反向更新

  1. 01

    列出互斥且完备的原因事件,并写出各自先验概率。

  2. 02

    沿每条原因到结果的路径相乘,再相加得到结果的全概率。

  3. 03

    用目标原因的路径概率除以结果总概率,得到后验概率。

04 · 例题

把方法落到具体问题

1阳性结果后的患病概率

某病患病率为 1%,检测对患者的阳性率为 90%,对健康者的假阳性率为 5%。某人检测阳性,求其患病概率。

  1. 1

    患病且阳性的概率为 0.01×0.90=0.009。

  2. 2

    健康且阳性的概率为 0.99×0.05=0.0495。

  3. 3

    阳性总概率为 0.009+0.0495=0.0585,目标后验为 0.009/0.0585。

05 · 辨析

容易忽略的条件与边界

回看

本节小结

  • 贝叶斯公式用于根据观察结果反推原因。
  • 后验概率同时取决于先验概率和结果在各原因下的条件概率。
  • 全概率公式给出分母,目标路径概率给出分子。