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第19讲 在贝塔分布中使用概率分布图进行高级推理(第4页)

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由于这个面积不等于1,因此需要像之前一样,使用标准化条件,使其面积变为1。

这里需要注意的是,二次函数y=(常数)x2为α=3、β=1时的贝塔分布。

因此,满足标准化条件的后验分布为:(对于推理来说,“系数为3”

并不重要,故此处省略原因)。

y=3x2(0≤x≤1)

那么,根据上一讲中的公式,可以求出α=3、β=1的贝塔分布的期待值为:

图表19-6第二胎依然为女孩时的后验分布

19-4设定先验分布非均匀分布,并进行推理

如19-2中解说的那样,多数人认为,把“某对夫妇生女儿的概率”

的先验分布设定为均匀分布,并不十分恰当。

这是由于,一般来说很难认为当类别接近0或1时,与接近0.5时的情况是相同的;而最初的设定——接近0.5的类别容易发生,远离0.5的类别难以发生这样的思路则更为普遍。

最后,以这种情况为例来进行解说。

此时,可以将先验分布设定为α=2、β=2的贝塔分布。

正如第17讲中的解说,该分布为:(图表19-7)

y=6x(1-x)(0≤x≤1)

图表19-7非均匀贝塔分布的先验分布

在上述先验分布的情况下,离类别0.5越远,其概率密度越小。

此时,“类别x的夫妇生女孩”

的概率为:

p((类别x)&(女孩))

=p(类别x)×p(女孩|x)

=6x(1-x)×x

=6x2(1-x)

因此,实行标准化条件之后,从作为后验分布的贝塔分布中可以求出:(此处省略说明系数为12的理由)

z=12x2(1-x)

据此,这对夫妇第二胎依然为女孩的概率,可以从贝塔分布的期待值的公式(第18讲)

中推理得出,结果为0.6。

因此可以得出,相比于把均匀分布作为先验分布时(推算值约为0.67),推算出生女孩的概率的数值要更接近0.5一些的结论。

这个推理应该可以说服大多数人吧。

19-5在先验分布中运用贝塔分布的原因

读到这里,大家大概应该已经明白,为何把“某对夫妇生女孩的概率”

的贝叶斯推理中的先验分布设定为贝塔分布的原因了吧。

这是因为,后验分布也恰好为贝塔分布。

生女孩的概率是把类别x的概率密度乘以x,生男孩的概率是用类别x的概率密度乘以(1-x)计算出来的。

之后,把类别x的先验分布设定为贝塔分布,就知道后验分布也同样为贝塔分布了。

像这样,对于设定的概率模型,把后验分布设为与先验分布相同的分布,这样的先验分布称为“共轭先验分布”

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