俞霜
摘要:條件概率屬于概率論范疇中一個重要的概念,本文主要從條件概率的定義,對其的認識,以及對現(xiàn)有的概率乘法公式、全概率公式、貝葉斯公式的新的理解方面進行了分析與闡述。只要對所已知的概率事件進行認真分析,就可不考慮其他公式約束,而利用“條件概率”對其進行計算和分析。
關(guān)鍵詞:條件概率;全概率公式;貝葉斯公式;樣本空間
中圖分類號:G642 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)39-0186-02
一、概率論中“條件概率”
很多概率問題往往不是簡單直白的,而是附加了一些條件,在此基礎(chǔ)上來求解事件的概率。例如,在某事件A發(fā)生的前提下,求解B事件的條件概率,則可簡記為P(B|A)。
“條件概率”的基本概念:設(shè)A和B是兩個不同的事件,且P(A)≠0,那么稱P(B|A)為在事件A發(fā)生的條件下,事件B發(fā)生的條件概率。一般地,P(B|A)≠P(B),且它滿足以下三個條件:(1)非負性;(2)規(guī)范性;(3)可列可加性。
二、利用“條件概率”計算
通過對現(xiàn)有的概率乘法公式、全概率公式和貝葉斯公式的一點新的理解,讀者可以不用去考慮課本給出的全概率公式和貝葉斯公式,只要對所給出的概率事件能夠有足夠的分析,利用“條件概率”就可以進行計算。
1.關(guān)于條件概率的判定。上述對于如何區(qū)分條件概率事件進行了討論,那么對于主要標(biāo)志是P(AB)還是P(A|B)取決于A、B兩個事件在所述問題中是否是地位平等的,也就是探索是否事件A、B存在一個必然事件和一個隨機事件。如果事件A、B均為隨機事件,那么兩者就是平等地位。實際在分析問題時,不用探索其是否是平等事件,因為條件概率P(A|B)中,事件A、B均為隨機事件。對于具體的問題,附加的條件若為事件B已經(jīng)發(fā)生,那么很明確其為條件概率事件,因此,附加條件是判斷是否為條件概率的關(guān)鍵。舉例分析:投擲一枚硬幣,第一次為正面時,第二次也為正面的概率為條件概率;第一次第二次都為正面,則不是條件概率。因此表述不當(dāng),可能會造成分析的錯誤。正確判斷是否為條件概率事件是十分重要的。
2.條件概率的解題思路。所研究的事件A是在事件B已經(jīng)發(fā)生的前提下產(chǎn)生,那么可以將事件A發(fā)生的概率按照條件概率進行分析。對于簡單的條件概率,這里主要論述兩個基本的思路:一是根據(jù)條件概率的定義進行計算,在其原來的樣本空間中分析P(A)及P(AB),再利用公式P(B|A),求解出P(B|A)。二是在縮減的樣本空間SA中計算B出現(xiàn)的概率。
三、概率公式的理解
在概率論學(xué)習(xí)中,全概率公式、貝葉斯公式以及乘法公式,是《概率統(tǒng)計》這門學(xué)科學(xué)習(xí)的重中之重,也是研究生考試的一個重要??键c。倘若學(xué)習(xí)這門課程時,按照課本的內(nèi)容和順序,直接熟記其公式,并僅僅學(xué)習(xí)如何套用公式解題的話,對學(xué)生而言,只是記住了公式的形式,而在實際應(yīng)用時,并不能明白其實際的意義。其實,應(yīng)用這三個公式最重要的是準(zhǔn)確找到其樣本空間。這里著重講解這三個公式的意義,并研究如何確定其樣本空間。
不妨舉例進一步解釋全概率公式的含義。假設(shè)某個年級共有5個班級,每個班共有40人,男、女生各占一半,如果選擇其中1名學(xué)生當(dāng)社聯(lián)的主席,那么這個職務(wù)為女生的可能性是多少?應(yīng)該很快就能得出結(jié)果。設(shè)選中女生為事件A,那么(這個年級共有200人,而女生共100人,則所求即為0.5)。事實上,我們應(yīng)該是以0.2的可能性在1班進行選取,然后以0.5的可能性會選中女生;同樣以0.2的可能性在2班進行選取,再以0.5的可能性選中女生。依次可知,以0.2的可能性在3班選取,再以0.5的可能性選取到女生;以0.2的可能性在4班選取,再以0.5的可能性選取到女生;以0.2的可能性在5班選取,再以0.5的可能性選取到女生。這樣的進行選擇,實際就是運用了全概率公式。此外,完備事件組不一定唯一,根據(jù)不同的思路,就可以找出不同的完備事件組,但是無論哪個完備事件組,都可以解決問題。
貝葉斯公式的應(yīng)用范圍很廣,對于很多的實際問題的解決也發(fā)揮了很大的作用。舉例分析,某一工廠生產(chǎn)某種產(chǎn)品,有三種備選方案:小批量生產(chǎn)、中批量生產(chǎn)、大批量生產(chǎn)。該產(chǎn)品生產(chǎn)的決定性因素是市場對其的需求量,根據(jù)資料分析可知,大需求量的概率是30%,假如市場有大的需求,則分別選擇小批量、中批量、大批量生產(chǎn),工廠可獲利分別為10萬、20萬、30萬;假如市場的需求量較小,而分別選擇小批量、中批量、大批量生產(chǎn),那么工廠獲利分別為5萬、2萬、6萬。為了更好地獲益,該工廠進行市場調(diào)研,調(diào)研經(jīng)費為3萬,從獲取的資料可知,市場的需求量較大的準(zhǔn)確率為80%,而市場需求量小的準(zhǔn)確率為90%,該怎樣選取最佳方案呢?分析可知決策人擁有全部的信息,那么就可以以最佳的方案獲得最大的利益。然而實際情況存在很多不可預(yù)知的因素,那么要想通過更多的信息來做出最合理的決策,需要市場調(diào)研提供信息,以便調(diào)整事件的先驗概率,使得經(jīng)調(diào)整的后驗概率更加接近實際。故需要進行研究分析,根據(jù)上述的計算可知,當(dāng)工廠進行市場調(diào)研時,工廠就可達到11.4288萬的期望獲益,相比于比那些不市場調(diào)研的工廠,要高于它們的6.4萬元,差值為5.0288萬元。當(dāng)市場調(diào)研價低于5.0288萬時,工廠就要進行市場調(diào)研工作,因為進行市場調(diào)研費用為3萬元。因此案例,我們得到了后驗風(fēng)險決策的論斷:(1)要進行市場調(diào)研工作;(2)依據(jù)調(diào)研結(jié)果進行工作安排。這個例子的結(jié)論就是,當(dāng)市場的需求量大時,就進行大批量生產(chǎn),當(dāng)需求量小時,就進行小批量生產(chǎn)。通過運用貝葉斯條件概率,可以得到先驗概率和被修正的后驗概率,進而選擇最佳方案,降低風(fēng)險
四、結(jié)語
通過以上對條件概率以及概率公式的理解和分析,可以知道,條件概率在《概率論》這門學(xué)科中顯現(xiàn)出的重要性。條件概率作為概率論的一個相當(dāng)重要的概念,當(dāng)然,它也是概率統(tǒng)計學(xué)中一個重要的難點,在概率論的整個知識體系中起著上下連貫的作用。通過本文對條件概率的研究分析,介紹了其相關(guān)的概念和公式,以及對其的一些新的解讀,讀者若能夠熟練的掌握并理解條件概率的定義和其相關(guān)知識,對于他們之后進一步學(xué)習(xí)概率論的更深層次的問題是十分有幫助的。
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