全概率公式和贝叶斯公式(先验概率和后验概率)

完备事件组:A_{1} ,A_{2}...A_{n}  ,两两互斥,且并集为全集 S

全概率公式:

p(A) = p(A\cap S)       

= p(A\cap(B_{1} + B_{2} +...+B_{n}))     

= p(AB_{1}) + p(AB_{2}) +...+ p(AB_{n})

根据条件概率公式得:

=p(B_{1})p(A|B_{1}) + p(B_{2})p(A|B_{2}) +...+ p(B_{n})p(A|B_{n})

即:p(A) = \sum_{i=1}^np(B_{i})p(A|B_{i})

因为 A的发生是由 B的原因引起的,所以又叫“由原因推结果”。


贝叶斯公式

p(B_{i}|A) = \frac{p(B_{i})p(A|B_{i})}{p(A)}     (i = 1, 2....n)                      p(B_{i}|A) = \frac{p(B_{i})p(A|B_{i})}{\sum_{j=1}^np(B_{j})p(A|B_{j}))}    

这里p(A)用全概率公式替换

在事件 A已经发生的条件下,贝叶斯可用来寻找导致 A发生各种原因 B_{i}的概率,即执果所因, 又叫逆概率公式


先验概率:p(A), p(B) 这种由以往数据所得到的单个概率叫先验概率。

后验概率:p(A|B), p(B|A) 在由某个条件后得到的概率叫后验概率。

(这里 A和 B一个是结果,一个是原因,下文有例子)

例题:某台机器调整良好时,产品合格率是 95%, 机器没有调整良好时,产品合格率为 50%

机器调整良好的概率是 90%,已知产品合格,求机器良好的概率。

解:A: 产品合格, B1:机器调整良好,  B2: 机器没有调整良好

p(B1) = 0.9, p(B2) = 1 - 0.9 = 0.1

p(A|B1) = 0.95,  p(A|B2) = 0.5, 求 p(B1|A), 通过贝叶斯公式即可求解。

这里机器调整良好的概率 p(B1)=0.9 是由以往的数据得出,为先验概率

已知产品合格,求机器调整良好的概率 p(B1|A) 是通过产品合格的信息加以修正得出的,称为后验概率

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