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【数学知识系列】(1):贝叶斯与贝叶斯公式

已有 8424 次阅读 2011-8-26 12:16 |个人分类:科苑星空|系统分类:科研笔记| 数学家, 托马斯, 贝叶斯公式

贝叶斯生平简介<参考百度百科>


Thomas Bayes 托马斯.贝叶斯(1702-1763),英国数学家。

 


贝叶斯1702年出生于伦敦,做过神甫。1742年成为英国皇家学会会员,1763年4月7日逝世。


贝叶斯在数学方面主要研究概率论。他首先将归纳推理法用于概率论基础理论,并创立了贝叶斯统计理论,对于统计决策函数、统计推断、统计的估算等做出了贡献。1763年发表了这方面的论著,对于现代概率论和数理统计都有很重要的作用。
贝叶斯的另一著作《机会的学说概论》发表于1758年。贝叶斯所采用的许多术语至今仍被沿用。


贝叶斯公式
 
主要用来描述两个条件概率之间的关系,比如 P(A|B) 和 P(B|A)。按照乘法法则:P(A∩B)=P(A)*P(B|A)=P(B)*P(A|B),可以立刻导出
  贝叶斯定理公式:P(A|B)=P(B|A)*P(A)/P(B)
  
如上公式也可变形为:P(B|A)=P(A|B)*P(B)/P(A) 


例如:一座别墅在过去的 20 年里一共发生过 2 次被盗,别墅的主人有一条狗,狗平均每周晚上叫 3 次,在盗贼入侵时狗叫的概率被估计为 0.9,问题是:在狗叫的时候发生入侵的概率是多少?


我们假设 A 事件为狗在晚上叫,B 为盗贼入侵,则 P(A) = 3 / 7,P(B)=2/(20·365)=2/7300,P(A | B) = 0.9,按照公式很容易得出结果:P(B|A)=0.9*(2/7300)*(7/3)=0.00058


另一个例子,现分别有 A,B 两个容器,在容器 A 里分别有 7 个红球和 3 个白球,在容器 B 里有 1 个红球和 9 个白球,现已知从这两个容器里任意抽出了一个球,且是红球,问这个红球是来自容器 A 的概率是多少?


假设已经抽出红球为事件 B,从容器 A 里抽出球为事件 A,则有:P(B) = 8 / 20,P(A) = 1 / 2,P(B | A) = 7 / 10,按照公式,则有:P(A|B)=(7 / 10)*(1 / 2)*(20/8)=7/8


贝叶斯公式为利用搜集到的信息对原有判断进行修正提供了有效手段。在采样之前,经济主体对各种假设有一个判断(先验概率),关于先验概率的分布,通常可根据经济主体的经验判断确定(当无任何信息时,一般假设各先验概率相同),较复杂精确的可利用包括最大熵技术或边际分布密度以及相互信息原理等方法来确定先验概率分布。

 

贝叶斯公式如下图:

 

 

概率论只不过是把常识用数学公式表达了出来。

                ——拉普拉斯



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