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“A 和 B”的对称性如何导出贝叶斯定理?

事件“A 和 B”在逻辑上与“B 和 A”完全相同,因此对其概率的任何有效分解都必须一致。这种对称性迫使两个乘积公式相等:P(A)PP(A)P(B|A) = P(B)PP(B)P(A|B)。通过除以边缘概率来重排这个等式,即可得出贝叶斯定理。

适用条件

  • 该论证使用了事件的逻辑合取的交换律。
  • 此处使用的普通条件概率要求 A 和 B 都具有正概率。

理解与推导

  1. 观察到事件“A 和 B”无论哪个事件先被提及都是相同的。
  2. 注意这个联合事件的概率可以计算为 P(A)PP(A)P(B|A) 或 P(B)PP(B)P(A|B)。
  3. 因为两个表达式代表相同的联合概率,它们必须相等:P(A)PP(A)P(B|A) = P(B)PP(B)P(A|B)。
  4. 两边除以 P(B)P(B) 以分离 P(A|B),得到 P(A|B) = P(A)PP(A)P(B|A)/P(B)。
  5. 两边除以 P(A)P(A) 以分离 P(B|A),得到 P(B|A) = P(B)PP(B)P(A|B)/P(A)。

例子

视频显示了等式链 P(B)PP(B)P(A|B) = P(A 且 B) = P(A)PP(A)P(B|A),强调中间项是以两种不同顺序计算的同一个联合概率。

容易误解的地方

  • 认为 P(A)PP(A)P(B|A) 和 P(B)PP(B)P(A|B) 是不同的量,因为它们以相反的顺序书写;它们是相等的,因为两者计算的都是同一个事件概率 P(A 且 B)。

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