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::: 貝氏定理 - 教育百科

詞條名稱:貝氏定理


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目錄

貝氏定理

定理概述

貝氏定理是機率中的一个结果,通常,事件A在事件B(發生)的條件下的概率,所以貝氏定理事實上是條件機率的一種應用,定理內容主要有兩個主軸,其一目的,每件事情的發生,可能有很多來源,而我們關心這件事情的發失是來自某個來源的機率有多少,這就是貝氏定理的目的。舉例來說,某間超商的產品提供者來自3間工廠甲、乙、丙,假設現在在超商購買到一件瑕疵品,我們反問這件瑕疵品來自家工廠的機率為何?像這種事情已發生,而我們反推事情發生的來源的可能性的問題,就是貝氏定理最主要的應用!其二方法,我們透過事情發生的順序性,可以做出簡單的分類(事情發生來源),而這些分類形成一個分割,即貝氏分割,透過這樣的分割,可以協助我們計算機率。

定理應用

吸毒者检测

貝氏定理在检测吸毒者时很有用。假设一个常规的检测结果的敏感度与可靠度均为99%,也就是说,当被检者吸毒时,每次检测呈阳性(+)的概率为99%。而被检者不吸毒时,每次检测呈阴性(-)的概率为99%。从检测结果的概率来看,检测结果是比较准确的,但是贝叶斯定理卻可以揭示一个潜在的问题。假设某公司将对其全体雇员进行一次鸦片吸食情况的检测,已知0.5%的雇员吸毒。我们想知道,每位医学检测呈阳性的雇员吸毒的概率有多高?令“D”为雇员吸毒事件,“N”为雇员不吸毒事件,“+”为检测呈阳性事件。可得

  • P(D)代表雇员吸毒的概率,不考虑其他情况,该值为0.005。因为公司的预先统计表明该公司的雇员中有0.5%的人吸食毒品,所以这个值就是D的先验概率
  • P(N)代表雇员不吸毒的概率,显然,该值为0.995,也就是1-P(D)。
  • P(+|D)代表吸毒者阳性检出率,这是一个条件概率,由于阳性检测准确性是99%,因此该值为0.99。
  • P(+|N)代表不吸毒者阳性检出率,也就是出错检测的概率,该值为0.01,因为对于不吸毒者,其检测为阴性的概率为99%,因此,其被误检测成阳性的概率为1-99%。
  • P(+)代表不考虑其他因素的影响的阳性检出率。该值为0.0149或者1.49%。我们可以通过全概率公式计算得到:此概率 = 吸毒者阳性检出率(0.5% x 99% = 0.495%)+ 不吸毒者阳性检出率(99.5% x 1% = 0.995%)。P(+)=0.0149是检测呈阳性的先验概率。用数学公式描述为:
<math>\begin{align}P(+)=P(+,D)+P(+,N)=P(+|D)P(D)+P(+|N)P(N)\end{align}</math>

根据上述描述,我们可以计算某人检测呈阳性时确实吸毒的条件概率P(D|+):

<math>\begin{align}P(D|+) & = \frac{P(+ | D) P(D)}{P(+)} \\

& = \frac{P(+ | D) P(D)}{P(+ | D) P(D) + P(+ | N) P(N)} \\& = \frac{0.99 \times 0.005}{0.99 \times 0.005 + 0.01 \times 0.995} \\& = 0.3322.\end{align}</math>

尽管我们的检测结果可靠性很高,但是只能得出如下结论:如果某人检测呈阳性,那么此人是吸毒的概率只有大约33%,也就是说此人不吸毒的可能性比较大。我们测试的条件(本例中指D,雇员吸毒)越难发生,發生误判的可能性越大。此例子參考至[[1]]

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