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第19讲 在贝塔分布中使用概率分布图进行高级推理(第3页)

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由于表示生女孩这种可能性(涂有颜色的深色部分的三角形)的面积为0.5,那么,为了把它的面积变为1,需要在保持各线段的比例关系的同时,变更概率密度。

只要把每条线段延长到之前的2倍,就能满足标准化条件了(三角形的高度变为之前的2倍)。

图表19-3的右侧部分,表示这一步骤完成之后的状态——把左侧的x轴下方的部分翻转过来,再纵向延伸到之前长度的2倍。

需要注意的是,右侧部分的图像即为贝塔分布的α=2、β=1的情况(见17-4)。

这个是在获得了“该夫妇生的第一胎是女孩”

这条信息时,关于这对夫妇的类别x的后验分布。

同时还需注意的是,它表示的不是后验概率,而是后验分布。

这是因为,分布图表示的是概率密度。

后验分布如图表19-4所示。

图表19-4先验分布和后验分布

看图可知,虽然关于该夫妇生第一胎之前的类别x的先验分布,为均匀分布(无论哪种类别x,结果都是相同的)。

但在获得了“第一胎为女孩”

的信息之后,关于类别x的后验分布,就变更为z=2x这样的贝塔分布了。

这意味着,类别x的后验概率密度,是随着x的增大而增大的。

19-3第二胎依然为女孩时的推理

为了帮助大家了解采用贝塔分布的优势,下面我们针对该夫妇生的第二胎依然女孩的情况,进行贝叶斯推理。

由于关于类别的先验分布为均匀分布,那么,可以通过两胎连续生女孩的情况设定,来计算结果。

而根据第12讲中解说的“贝叶斯推理的序贯理性”

这一性质(见12-4),把上一节中求出的后验分布(z=2x)再次设定为先验分布,并在此基础上,根据“这对夫妇再次生了女孩”

的信息,可以得出后验分布是相等的结论。

那么,下面我们就用这个方法进行贝叶斯推理吧。

图表19-5先验分布和后验分布

首先看图表19-5的左侧部分:x轴上方的部分表示先验分布,如设定一样,贝塔分布为y=2x。

下方则表示,在获得“该夫妇生了女孩”

的信息之后,各种可能性的划分。

先说明结论:下图中涂有颜色部分的界限曲线为抛物线

z=2x2…(1)

该抛物线上方涂有颜色的部分,表示该夫妇在类别x的情况下生女孩的概率密度。

此外,该夫妇在类别x的情况下,生男孩的概率密度为直线OF和抛物线(1)围成的部分。

第15讲中已经进行了解说:该夫妇在类别x的情况下,生女孩的概率密度为(1)式,是依据“&的事件的概率法则”

由于该夫妇在类别x的情况下,生女孩的概率密度为x,那么在条件概率p(信息|类别)中,若类别=“x”

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