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第21讲 在正态分布中使用概率分布图进行高级推理(第4页)

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等无限的可能性,因此不对其一一进行图表列式)。

?若把基本事件“θ&40”

的分布调整为满足标准化条件的形式,则为正态分布。

此外,关于如何计算它的平均值和标准偏差的问题,此处只给出结论。

以上述方针为前提,下面我们继续来进行解说。

图表21-1采用正态分布的贝叶斯推理

在图表21-1中,上方部分的开口朝上的图表为θ的先验分布。

正如设定的那样,为平均值42、标准偏差3的正态分布。

而下部分的开口朝下的图为,表示类别为θ(当实际水温为θ)时,测量出的结果为40℃的概率密度的图表。

换言之,即根据测量出来的温度,从划分的情况(测量结果为37℃或45℃等所有情况)中,只抽取40℃这一测量结果而形成图表。

步骤3:求出后验分布,并计算其分布的期待值

在图表21-1中,由于针对各个θ,只画出了在其基础上表示观测到40℃的概率密度的部分,因此,并不满足标准化条件,这与以往所有的贝叶斯推理是一样的。

若将其调整为满足标准化条件的比例关系,则可以得出以下结论:

后验分布将基本事件“θ&40”

调整为满足标准化条件的比例关系,那么可以得到“在获得40℃这一信息之后,各θ的后验概率”

该后验分布即为,关于θ的正态分布。

而该正态分布的平均值(分布的期待值),可以通过以下计算得出。

上述计算过程的具体含义,将在下下节中进行解说。

21-4后验分布的含义

在说明计算方法之前,首先解释一下贝叶斯更新的概念:我们认为,洗澡用的热水水温,遵循事前为平均值42℃、标准偏差为3的正态分布。

因此,若用1个数值来代表的话,则估计期待值(=平均值)为42℃。

但是,由于用不准确的温度计测量出的水温为40℃,那么根据这条信息,就可以得出关于θ的后验分布,表示为图表21-1右侧的正态分布。

这一概率分布的期待值在顶点位置(挑担人偶的支点),也就是正态分布的平均值,为40.6℃。

以上为获得信息之后,对于水温的推理值。

上述贝叶斯推理过程,可以通过图表21-2来理解。

图表21-2通过温度计的测量结果,对信息进行修改

换言之,虽然最初的观点(预想)为42℃,但之后,以通过温度计得到的测量结果40℃为参考,进行了修改。

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