條件概率

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示例:就是事件 A 在另外一個(gè)事件 B 已經(jīng)發(fā)生條件下的發(fā)生概率。條件概率表示為 P(AB),讀作“在 B 條件下 A 的概率”。

如:根據(jù)大量的統(tǒng)計(jì),大熊貓活到十歲的概率是0.8,活到十五歲的概率是0.6,若現(xiàn)有一只大熊貓已經(jīng)十歲了,則他活到十五歲的概率是多少?

聯(lián)合概率表示兩個(gè)事件共同發(fā)生的概率。AB 的聯(lián)合概率表示為 P(AB) 或者 P(A,B)。

邊緣概率:是某個(gè)事件發(fā)生的概率,而與其它事件無關(guān)。邊緣概率是這樣得到的:在聯(lián)合概率中,把最終結(jié)果中不需要的那些事件合并成其事件的全概率而消失(對(duì)離散隨機(jī)變量用求和得全概率,對(duì)連續(xù)隨機(jī)變量用積分得全概率)。這稱為邊緣化marginalization)。A的邊緣概率表示為 P(A),B 的邊緣概率表示為 P(B)。

需要注意的是,在這些定義中 AB 之間不一定有因果或者時(shí)間順序關(guān)系。A 可能會(huì)先于 B 發(fā)生,也可能相反,也可能二者同時(shí)發(fā)生。A 可能會(huì)導(dǎo)致 B 的發(fā)生,也可能相反,也可能二者之間根本就沒有因果關(guān)系。

例如考慮一些可能是新的信息的概率條件性可以通過貝葉斯定理實(shí)現(xiàn)?! ?/p>

目錄

定義

在同一個(gè)樣本空間 Ω 中的事件或者子集 AB,如果隨機(jī)從 Ω 中選出的一個(gè)元素屬于 B,那么下一個(gè)隨機(jī)選擇的元素屬于 A 的概率就定義為在 B 的前提下 A 的條件概率?! ?/p>

統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性

當(dāng)且僅當(dāng)兩個(gè)隨機(jī)事件 AB 滿足 P(A∩B)=P(A)P(B).

的時(shí)候,它們才是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的,這樣聯(lián)合概率可以表示為各自概率的簡(jiǎn)單乘積。

同樣,對(duì)于兩個(gè)獨(dú)立事件 AB 有P(A|B) = P(A)

以及P(B|A) = P(B)

換句話說,如果 AB 是相互獨(dú)立的,那么 AB 這個(gè)前提下的條件概率就是 A 自身的概率;同樣,BA 的前提下的條件概率就是 B 自身的概率?! ?/p>

互斥性

當(dāng)且僅當(dāng) AB 滿足 P(A∪B)=P(A)+P(B)

且 P(A∩B)=0

, 的時(shí)候,AB 是互斥的。

因此,

換句話說,如果 B 已經(jīng)發(fā)生,由于 A 不能 B 在同一場(chǎng)合下發(fā)生,那么 A 發(fā)生的概率為零;同樣,如果 A 已經(jīng)發(fā)生,那么 B 發(fā)生的概率為零。  

其它

如果事件 B 的概率 P(B) > 0,那么 Q(A) = P(AB) 在所有事件 A 上所定義的函數(shù) Q 就是概率測(cè)度。 如果 P(B) = 0,P(AB) 沒有定義。 條件概率可以用決策樹進(jìn)行計(jì)算?! ?/p>

條件概率謬論

條件概率的謬論是假設(shè) P(AB) 大致等于 P(BA)。數(shù)學(xué)家John Allen Paulos 在他的《數(shù)學(xué)盲》一書中指出醫(yī)生、律師以及其他受過很好教育的非統(tǒng)計(jì)學(xué)家經(jīng)常會(huì)犯這樣的錯(cuò)誤。這種錯(cuò)誤可以通過用實(shí)數(shù)而不是概率來描述數(shù)據(jù)的方法來避免。

P(AB) 與 P(BA)的關(guān)系如下所示:

下面是一個(gè)虛構(gòu)但寫實(shí)的例子,P(AB) 與 P(BA)的差距可能令人驚訝,同時(shí)也相當(dāng)明顯。

若想分辨某些個(gè)體是否有重大疾病,以便早期治療,我們可能會(huì)對(duì)一大群人進(jìn)行檢驗(yàn)。雖然其益處明顯可見,但同時(shí),檢驗(yàn)行為有一個(gè)地方引起爭(zhēng)議,就是有檢出假陽性的結(jié)果的可能:若有個(gè)未得疾病的人,卻在初檢時(shí)被誤檢為得病,他可能會(huì)感到苦惱煩悶,一直持續(xù)到更詳細(xì)的檢測(cè)顯示他并未得病為止。而且就算在告知他其實(shí)是健康的人后,也可能因此對(duì)他的人生有負(fù)面影響。

這個(gè)問題的重要性,最適合用條件機(jī)率的觀點(diǎn)來解釋。

假設(shè)人群中有1%的人罹患此疾病,而其他人是健康的。我們隨機(jī)選出任一個(gè)體,并將患病以disease、健康以well表示:

P(disease) = 1% = 0.01 and P(well) = 99% = 0.99. 假設(shè)檢驗(yàn)動(dòng)作實(shí)施在未患病的人身上時(shí),有1%的機(jī)率其結(jié)果為假陽性(陽性以positive表示)。意即:

P(positive | well) = 1%,而且P(negative | well) = 99%. 最后,假設(shè)檢驗(yàn)動(dòng)作實(shí)施在患病的人身上時(shí),有1%的機(jī)率其結(jié)果為假陰性(陰性以negative表示)。意即:

P(negative | disease) = 1%且P(positive | disease) = 99%。 現(xiàn)在,由計(jì)算可知:

是整群人中健康、且測(cè)定為陰性者的比率。

是整群人中得病、且測(cè)定為陽性者的比率。

是整群人中被測(cè)定為假陽性者的比率。

是整群人中被測(cè)定為假陰性者的比率。

進(jìn)一步得出:

是整群人中被測(cè)出為陽性者的比率。

是某人被測(cè)出為陽性時(shí),實(shí)際上真的得了病的機(jī)率。

這個(gè)例子里面,我們很輕易可以看出 P(positive|disease)=99% 與 P(disease|positive)=50% 的差距:前者是你得了病,而被檢出為陽性的條件機(jī)率;后者是你被檢出為陽性,而你實(shí)際上真得了病的條件機(jī)率。由我們?cè)诒纠兴x的數(shù)字,最終結(jié)果可能令人難以接受:被測(cè)定為陽性者,其中的半數(shù)實(shí)際上是假陽性。

離散概率分布:均勻 ? 伯努利 ? 幾何 ? 二項(xiàng) ? 泊松 ? 超幾何 ? 多項(xiàng) ? 負(fù)二項(xiàng) ? 玻爾茲曼 ? 復(fù)合泊松 ? 退化 ? 高斯-庫茲明 ? 對(duì)數(shù) ? 拉德馬赫 ? Skellam

? Yule-Simon ? ζ ? 齊夫 ? 齊夫-曼德爾布羅特 ? 拋物線分形

連續(xù)概率分布:均勻 ? 正態(tài) ? 指數(shù) ? β(貝塔) ? β'(第二類) ? 柯西 ? χ2(卡方) ? δ(德爾塔) ? Erlang ? 廣義誤差 ? F ? 衰落 ? Fisher的z

? Fisher-Tippett ? γ(伽瑪) ? 廣義極值 ? 廣義雙曲 ? 半邏輯 ? Hotelling的T平方 ? 雙曲正割 ? 超指數(shù) ? 逆χ2 ? 逆高斯 ? 廣義逆高斯

? 逆γ ? Kumaraswamy ? Landau ? 拉普拉斯 ? 列維 ? 穩(wěn)定 ? 邏輯 ? 對(duì)數(shù)正態(tài)?麥克斯韋-玻爾茲曼?麥克斯韋速率分布律 ? 玻色-愛因斯坦

? 費(fèi)米-狄拉克 ? Pareto ? Pearson ? 極角 ? 余弦平方 ? 瑞利 ? 相對(duì)論的Breit-Wigner ? 萊斯 ? t(學(xué)生氏) ? 三角 ? 第一類Gumbel

?第二類Gumbel ? Voigt ? von Mises ? 韋氏 ? Wigner半圓形

其它分布:康托爾分布 ? 條件概率 ? 指數(shù)分布族 ? infinitely divisible ? location-scale family ? marginal ? maximum entropy ? phase-type ? posterior

? prior ? 擬概率 ? 抽樣分配 ? singular

多隨機(jī)變量:狄利克雷 ? 肯特 ? 矩陣常態(tài)分配 ? 多變量常態(tài)分配 ? von Mises-Fisher ? Wigner擬概率 ? Wishart Ewens抽樣公式

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