文章目录
- 条件概率
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- [P ( Y ∣ A ) P(Y | A) P(Y∣A) 和 P ( A ⋂ Y ) P( A \bigcap Y ) P(A⋂Y) 的区别和关系](#P ( Y ∣ A ) P(Y | A) P(Y∣A) 和 P ( A ⋂ Y ) P( A \bigcap Y ) P(A⋂Y) 的区别和关系)
- 贝叶斯定理
条件概率
条件概率指两个事件的发生存在一定的关系。一个事件作为先前条件下，另一个事件发生的概率。
如：
两个程序员一起编软件，软件规模有10000行。程序员甲写了6000行代码，程序员乙写了4000行。程序员甲的BUG率是千行10个BUG，也就是1%。程序员乙的BUG率是千行5个BUG，也就是0.5%。
上述中包含三个事件：
- 事件A：代码行是程序员甲编写的，概率为P(A)
- 事件B：代码行是程序员乙编写的，概率为P(B)
- 事件Y：代码行中包含BUG，概率为P(Y)
则 "程序员甲编写的代码行中包含BUG的概率" 就是一个条件概率，概率为P(Y|A)。根据已知得P(Y|A) = 1%。
有的时候会将上面的概率与 "代码是程序员甲编写的，并且包含BUG的概率" P ( A ⋂ Y ) P( A \bigcap Y ) P(A⋂Y) 搞混。
P ( Y ∣ A ) P(Y | A) P(Y∣A) 和 P ( A ⋂ Y ) P( A \bigcap Y ) P(A⋂Y) 的区别和关系
P ( Y ∣ A ) P(Y | A) P(Y∣A) 和 P ( A ⋂ Y ) P( A \bigcap Y ) P(A⋂Y) 的核心区别在于在计算Y的概率时，是否缩小样本空间。
- P ( A ⋂ Y ) P( A \bigcap Y ) P(A⋂Y)不缩小样本空间，比如例子中的样本空间是10000。
- P ( Y ∣ A ) P(Y | A) P(Y∣A)需要缩小样本空间，首先将样本空间缩小到原样本空间乘以P(A)，然后在缩小后的样本空间中计算Y的概率。例子中原样本空间是 10000，首先将样本空间缩小成 10000 * P(A) = 6000，然后基于6000这个样本空间再去计算Y的概率则P(Y|A) = 1%。
现在探讨一下 P(A)、P(Y|A)、 P ( A ⋂ Y ) P( A \bigcap Y ) P(A⋂Y)三者的关系。设总样本空间为S则：
P ( A ⋂ Y ) = S ∗ P ( A ) ∗ P ( Y ∣ A ) S P( A \bigcap Y ) = \frac{S * P(A) * P(Y|A)}{S} P(A⋂Y)=SS∗P(A)∗P(Y∣A)
S可以约掉
P ( A ⋂ Y ) = P ( A ) ∗ P ( Y ∣ A ) P( A \bigcap Y ) = P(A) * P(Y|A) P(A⋂Y)=P(A)∗P(Y∣A)
贝叶斯定理
先在脑子里种下一颗种子"事件A是原因、事件Y是结果" ，P(Y|A)是"事件A造成事件Y的概率"。在例子中代表程序员甲造成BUG的概率（1%）。
既然：
P ( A ⋂ Y ) = P ( A ) ∗ P ( Y ∣ A ) P( A \bigcap Y ) = P(A) * P(Y|A) P(A⋂Y)=P(A)∗P(Y∣A)
那么同理
P ( A ⋂ Y ) = P ( Y ) ∗ P ( A ∣ Y ) P( A \bigcap Y ) = P(Y) * P(A|Y) P(A⋂Y)=P(Y)∗P(A∣Y)
则
P ( A ) ∗ P ( Y ∣ A ) = P ( Y ) ∗ P ( A ∣ Y ) P(A) * P(Y|A)= P(Y) * P(A|Y) P(A)∗P(Y∣A)=P(Y)∗P(A∣Y)
= > P ( A ∣ Y ) = P ( A ) ∗ P ( Y ∣ A ) P ( Y ) 1 ◯ => P(A|Y) = \frac{P(A) * P(Y|A)}{ P(Y) } \textcircled{1} =>P(A∣Y)=P(Y)P(A)∗P(Y∣A)1◯
= > P ( A ∣ Y ) = P ( A ⋂ Y ) P ( Y ) 2 ◯ => P(A|Y) = \frac{P( A \bigcap Y )}{ P(Y) }\textcircled{2} =>P(A∣Y)=P(Y)P(A⋂Y)2◯
= > P ( A ∣ Y ) = P ( A ⋂ Y ) P ( A ⋂ Y ) + P ( A ‾ ⋂ Y ) 3 ◯ => P(A|Y) = \frac{P( A \bigcap Y )}{ P( A \bigcap Y ) + P( \overline A \bigcap Y ) }\textcircled{3} =>P(A∣Y)=P(A⋂Y)+P(A⋂Y)P(A⋂Y)3◯
1 ◯ \textcircled{1} 1◯ 为贝叶斯定理， 2 ◯ \textcircled{2} 2◯ 3 ◯ \textcircled{3} 3◯ 与 1 ◯ \textcircled{1} 1◯是等价的。
贝叶斯定理的含义
还记得刚才种下的种子么？P(Y|A)是"事件A造成事件Y的概率 "，属于原因推结果；那么P(A|Y)就是"如果事件Y发生，那么它是由事件A造成的概率是多大"，属于结果推原因。
现在求发现一行代码中包含BUG，则这行代码是程序员甲写的概率有多大。
我们通过 1 ◯ \textcircled{1} 1◯求解。
- P(A)的值已知为 60%
- P(Y|A)的值已知为 1%
- P(Y)的值未知，但可算$P(Y) = P ( A ⋂ Y ) + P ( A ‾ ⋂ Y ) P( A \bigcap Y ) + P( \overline A \bigcap Y ) P(A⋂Y)+P(A⋂Y) = 6000 ∗ 0.1 10000 + 4000 ∗ 0.5 10000 \frac{6000 * 0.1}{10000} + \frac{4000 * 0.5}{10000} 100006000∗0.1+100004000∗0.5 = 0.008
- P(A|Y) = 0.6 ∗ 0.01 0.008 \frac{0.6 * 0.01}{0.008} 0.0080.6∗0.01=75%
则发现BUG代码是由程序员甲编写的概率是75%