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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5页)

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虽然修改后的值,比起最初的42℃更接近40℃,但绝非40℃。

之所以会出现这样的结果,是因为温度计的测量存在误差偏差(标准偏差),所以这一部分的结果是不可信的。

因此,我们并没有修改测量值为40℃,而是保留了40.6℃的结果。

这一结果,比起42℃和40℃的中间值41℃,更接近40℃,那么为何要修改为这一数值呢?原因在于,表示先验分布的误差偏差的标准偏差为3,但温度计显示的测量的误差偏差的标准偏差为2,后者的误差相对较小。

这意味着,根据误差偏差相对较小的温度计得出的结果,对于先验分布的推算影响较大,想来这也是自然的。

21-5根据正态分布进行贝叶斯推理的公式

接下来,对于上上节中进行的、将正态分布作为共轭先验分布而进行的推理计算进行说明。

根据正态分布进行贝叶斯推理的公式

将需要推理的θ的先验分布设定为平均值μ0、标准偏差σ0的正态分布;将观察的信息x设为遵循平均θ、标准偏差σ的正态分布。

至于μ0、σ0、σ,则设为具体已知的数值。

换言之,设定关于信息x的附带条件概率密度p(x|θ)为平均值θ、标准偏差σ的正态分布。

(ⅰ)只观察1次信息时的公式:

把观测到的值设为x,则:

(观测到x之后,θ的后验分布)p(θ|x)为关于θ的正态分布。

(ⅱ)观察n次信息时的公式:

若把观测到的n个数值的平均值(为(观察值的合计)÷n)记为x,

以下,用略显烦琐的文字来进行解说:

首先,标准偏差的2次方是被称为“方差”

的量。

方差,也是标准统计学中重要的统计量之一。

在正态分布中,后验分布的平均值按照以下方法进行计算:

观测值只有1个的情况下,按照以下公式计算:

(先验分布的平均值)÷(先验分布的方差)+(观测值)÷(信息x的方差)

之后,用下面的式子相除:

(先验分布的方差的倒数)+(信息x的方差的倒数)

此处,若重现21-3中的计算,则为:

在该计算中,由于用方差大的数进行除法运算之后,结果反而变小,所以我们得知:方差小的数值对于修正值的影响更大。

那么,n次观察后的x平均方差,则为上述结果的2次方,即:

(原来的方差)÷n

21-6测量两次水温之后的贝叶斯推理

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