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概率論的鏈式法則

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2個事件同時發生的概率:

P(a, b) = P(a | b) * P(b)

其中:P(a, b)表示 a和b事件同時發生的概率, P(a | b)是一個條件概率,表示在b事件發生的條件下,a發生的概率

3個事件的概率鏈式調用:

P(a, b, c) = P(a | b, c) * P(b, c)

     = P(a | b, c) * P(b | c) * P(c)

推廣到N個事件,概率鏈式法則長這樣:

P(X1, X2, ... Xn) = P(X1 | X2, X3 ... Xn) * P(X2 | X3, X4 ... Xn) ... P(Xn-1 | Xn) * P(Xn)

那這個鏈式法則有什麽用處呢?

要知道鏈式法則的用處,先要了解一下什麽叫事件相互獨立。事件相互獨立就是:一個事件的發生與否,不會影響另外一個事件的發生。

當a和b兩個事件互相獨立時,有:

P(a | b) = P(a)

推廣到3個事件就有下面這個公式:

P(a | b, c) = P(a | c)

其中:P(a | b, c)表示在b和c事件都發生的情況下,a事件發生的概率

既然a與b相互獨立,那b就不是a是否發生的條件,a就只與c有關

鏈式調用的例子,假設有事件ABCDE,它們之間的關系是這樣的:

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所有的事件,只與它們的父節點有依賴關系,其中,E只和B有關,B只和AC有關,D只與C有關,A和C不依賴其他任何事件,

求ABCDE同時發生的概率 P(A, B, C, D, E) 是多少?

答:

P(A, B, C, D, E) = P(E | B, D, C, A) * P(B, D, C, A)

        = P(E | B, D, C, A) * P(B | D, C, A) * P(D, C, A)

        = P(E | B, D, C, A) * P(B | D, C, A) * P(D | C, A) * P(C, A)

       = P(E | B, D, C, A) * P(B | D, C, A) * P(D | C, A) * P(C | A) * P(A)  

我們根據前面說的相互獨立的事件關系,來分析下最後那個長長的式子:

  1. E只與B有關,則 P(E | B, D, C, A) = P(E | B)
  2. B只和AC有關,則 P(B | D, C, A) = P(B | C, A)
  3. D只與C有關, 則 P(D | C, A) = P(D | C)
  4. C與A無關,則 P(C | A) = P(C)

所以最後的式子簡化成了這樣:

P(A, B, C, D, E) = P(E | B) * P(B | C, A) * P(D | C) * P(C) * P(A)

內容部分借鑒網易公開課的麻省理工學院公開課:人工智能

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