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3.11 贝叶斯规则

贝叶斯规则是一种计算条件概率的方法,它利用了贝叶斯定理。在统计学中,贝叶斯定理描述了事件A在事件B已经发生的情况下的概率,其公式为:

其中,P(A)是事件A发生的先验概率,P(B)是事件B发生的先验概率,P(B|A)是在事件A发生的条件下事件B发生的概率,而P(A|B)则是在事件B发生的条件下事件A发生的概率。

图3-20 在测试结果为阳性的情况下,患上感冒的概率有多大呢

贝叶斯规则可以用于多个变量之间的条件概率计算,例如在机器学习领域中,常用于分类问题中的后验概率计算。

下面举个例子来说明贝叶斯规则。假设你正在参加一个普通感冒筛查,医生检查了你的症状,如咳嗽、鼻塞等,并告诉你测试结果为阳性,即可能患上了普通感冒。但是,这个测试并不完全准确,有时会出现误判的情况。

那么问题来了,如果测试结果是阳性,你真的患上了普通感冒的概率是多少呢?就像图3-20所示的这样。

此时就可以用到贝叶斯规则,我们可以将事件A定义为“患上普通感冒”,事件B定义为“测试结果为阳性”。根据贝叶斯公式:

其中,P(A)是先验概率,也就是在没有任何其他信息的情况下,你患上普通感冒的概率;P(B)是“测试结果为阳性”的概率;P(B|A)是“在患上普通感冒的情况下测试结果为阳性”的概率。

据统计,普通感冒的患病率为10%,也就是说P(A)=0.1;而测试结果为阳性的概率为90%(测试准确度为90%),也就是说P(B)=0.9;假设在患上普通感冒的情况下测试结果为阳性的概率为80%,也就是说P(B|A)=0.8。

那么,代入公式计算有:

也就是说,在测试结果为阳性的情况下,你真正患上普通感冒的概率只有约8.9%。

这个例子说明贝叶斯规则可以用于帮助我们计算在已知条件下的某一事件的概率,非常实用。

原理输出3.20

为了帮助大家更好地理解贝叶斯规则的概念,请大家按照前言中的方法录制一个长度约为2分钟的短视频,介绍什么是贝叶斯规则。

小贴士

可以参考的ChatGPT提示词如下。

“请介绍一下什么是贝叶斯规则。”

“请用通俗易懂的语言,结合生活中的例子,介绍一下贝叶斯规则。”

实操练习3.20

为了让大家可以用代码的形式学习贝叶斯规则的概念,接下来大家可以让ChatGPT生成示例代码,并在Colab新建一个Notebook文件运行这些代码。

小贴士

要让ChatGPT生成代码,可以参考的提示词如下。

“请用Python演示贝叶斯规则,并进行可视化。” FKTuqQoRrQJzhOQe5HsG6tmtbHnTQ1+9yxGA1VVJhJh4xZQyFxYgB381BMjcAhqj

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