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贝叶斯定理是概率论中的重要定理,它告诉我们如何在获得新证据后更新对事件的信念。今天我们用图形化的方法来理解这个定理。我们将使用一个面积为1的正方形来表示整个概率空间,通过面积的划分来直观展示贝叶斯定理的计算过程。
现在我们开始划分概率空间。首先根据事件A的先验概率进行水平划分。假设事件A发生的先验概率是0.6,那么上方区域的面积就是0.6,代表事件A发生的概率。相应地,下方区域的面积是0.4,代表事件A不发生的概率。这样我们就完成了第一步划分。
现在我们进行第二步划分,根据条件概率进行垂直划分。在事件A发生的区域内,假设事件B发生的条件概率是0.8,不发生的概率是0.2。在事件A不发生的区域内,事件B发生的条件概率是0.3,不发生的概率是0.7。这样我们就得到了四个子区域,分别代表A交B、A交B的补集、A的补集交B、以及A的补集交B的补集。
现在我们来识别事件B发生的总区域。事件B包含两个部分:A交B的区域和A的补集交B的区域。根据我们的条件概率,A交B的面积是0.6乘以0.8等于0.48,A的补集交B的面积是0.4乘以0.3等于0.12。因此事件B的总概率是0.48加0.12等于0.60。这两个红色边框的区域就是事件B发生的总区域。
最后我们计算后验概率。贝叶斯定理告诉我们,在事件B发生的条件下事件A发生的概率,等于A交B的概率除以B的总概率。即0.48除以0.60等于0.8。这意味着在观察到证据B后,事件A发生的概率从原来的60%更新为80%。图形化的解释就是:在事件B的总区域中,属于事件A的绿色部分占了80%。这就是贝叶斯定理的核心思想:通过新证据更新我们的信念。