14-5 用概率符号来表示用“&”连接起来的事件

下面讲解的是贝叶斯推理的基础——用“&”连接起来的事件的概率。正如第10讲中讲解的、将两个概率现象用“&”组合起来形成的事件,这被称为直积试验 。最易于理解的是将抛硬币和掷骰子这两个试验组合为一的例子,如图表14-5 所示。

14-5 用概率符号来表示用“&”连接起来的事件 - 图1 图表14-5 抛硬币和掷骰子的直积试验

下面我们再讲解一次,为了进行将抛硬币的试验与掷骰子的试验组合形成的直积试验,需要像图表14-5那样,纵向列出抛硬币的结果,横向列出掷骰子的结果,形成格子的形式(矩阵)。之后,在矩阵中用(抛硬币的结果)&(掷骰子的结果)的形式,将两个试验的结果组合在一起。这些就是直积试验概率模型中的基本事件 ,在这个例子中共有12个:

正面&1 正面&2 正面&3 正面&4 正面&5 正面&6

反面&1 反面&2 反面&3 反面&4 反面&5 反面&6

此时,之前的抛硬币事件和掷骰子事件,就可以通过使用上述的

基本事件来表示。例如,抛硬币的结果为“正面”的事件就可以表示为:

“正面”={正面&1,正面&2,正面&3,正面&4,正面&5,正面&6}

而这意味着,掷骰子的结果是多少都无所谓,只要抛硬币的结果是“正面”就行。同理,掷骰子出现“2”的事件可以表示为:

“2”={正面&2,反面&2}

另外,如果事件“正面”和事件“2”同时发生,此时出现的应为“正面”和“2”中共同包含的基本事件。即(正面&2)。所以(“正面”和“2”同时发生)的理论性结合,即{正面&2},这样,保持了其整合性。

14-5 用概率符号来表示用“&”连接起来的事件 - 图2 图表14-6 直积空间中原本的试验事件

这里的直积试验得到的概率与之前讲解的一样,对应矩阵的面积而进行定义。正如第10讲中的讲解:由于抛硬币和掷骰子被定义为独立试验(无关系的试验),因此,所有12个基本事件,

p(抛硬币的结果&掷骰子的结果)

=p(抛硬币的结果)×p(掷骰子的结果)

为了使之成立,导入了基本事件的概率。也就是说,可以根据右边的乘法对左边的概率进行定义 ,例如:

14-5 用概率符号来表示用“&”连接起来的事件 - 图3

也就是说,12个基本事件中的任何一个,其概率都分配为1/12。

像这样导入的直积试验的概率模型,与原来的模型并不矛盾。使用14-3中讲解的“概率的加法法则” ,则为:

p(“正面”)=p({正面&1,正面&2,正面&3,正面&4,正面&5,正面&6})

=p({正面&1})+p({正面&2})+p({正面&3})+p({正面&4})+p({正面&5})+p({正面&6})

14-5 用概率符号来表示用“&”连接起来的事件 - 图4

14-5 用概率符号来表示用“&”连接起来的事件 - 图5

恰好与(仅仅)抛硬币的概率保持了整合性。