Калькулятор теоремы Байеса

Рассчитайте апостериорную вероятность и вероятность свидетельства по априорной вероятности и двум условным правдоподобиям.

Байесовское обновление вероятности
Введите каждую вероятность в процентах от 0 до 100.

О теореме Байеса

Теорема Байеса обновляет вероятность гипотезы после наблюдения свидетельства. Исходное представление — априорная вероятность P(A). Правдоподобие P(B|A) описывает, как часто свидетельство возникало бы при истинной гипотезе. Альтернативное правдоподобие P(B|not A) описывает частоту того же свидетельства при ложной гипотезе. Объединение этих величин даёт апостериорную вероятность P(A|B) — уточнённую вероятность гипотезы с учётом наблюдаемого свидетельства. Знаменатель — полная вероятность свидетельства. Для двух исчерпывающих возможностей, A и не A, она равна P(B|A), умноженной на P(A), плюс P(B|not A), умноженная на P(not A). Это взвешенное среднее важно, поскольку свидетельство возможно при обоих объяснениях. Деление совместной вероятности A и B на полную вероятность свидетельства нормирует результат. Апостериорная вероятность всегда находится между нулём и единицей, если исходные вероятности корректны, а вероятность свидетельства ненулевая. Наглядный пример — медицинское тестирование. Даже чувствительный тест может давать умеренную апостериорную вероятность, если болезнь редкая и бывают ложноположительные результаты. При распространённости в один процент, чувствительности 99 процентов и частоте ложноположительных результатов в пять процентов положительный результат соответствует апостериорной вероятности около 16.67 процента. Низкая априорная вероятность означает, что ложноположительных результатов в гораздо большей здоровой популяции может быть больше, чем истинно положительных. Теорема Байеса явно учитывает этот эффект базовой частоты, не подменяя вероятность верного положительного результата точностью теста. Тот же подход применяется для выявления мошенничества, контроля качества, прогнозирования, диагностики, фильтрации спама и научных выводов. Входные данные должны относиться к одинаковым определениям событий и одной популяции. Априорную вероятность нужно определить до использования текущего свидетельства, а правдоподобия — оценивать по репрезентативным условным данным. Коррелирующие свидетельства нельзя перемножать как независимые наблюдения. Достоверность результата зависит от допущений и оценок, поэтому часто полезен анализ чувствительности в диапазоне правдоподобных входных значений. Калькулятор использует полную бинарную форму теоремы Байеса, автоматически вычисляет вероятность свидетельства и отображает понятные проценты. Он предназначен для прозрачного обновления вероятностей, примеров и быстрых расчётов, а не для замены полной байесовской модели с несколькими гипотезами или непрерывными параметрами.

Примеры теоремы Байеса

Априорная; правдоподобие; альтернативное правдоподобиеАпостериорнаяИнтерпретация
1%; 99%; 5%16.6667%Медицинский скрининг редкого заболевания
50%; 80%; 20%80.0000%При равных априорных шансах свидетельство сильно поддерживает A
20%; 60%; 10%60.0000%Свидетельство утраивает априорную вероятность

Как использовать теорему Байеса

  1. Оцените априорную вероятность истинности гипотезы A до наблюдения B.
  2. Введите вероятность наблюдения B, если A истинна.
  3. Введите вероятность наблюдения B, если A ложна.
  4. Нажмите «Рассчитать апостериорную вероятность» и интерпретируйте обновлённую вероятность вместе с вероятностью свидетельства.

Часто задаваемые вопросы

Что такое априорная вероятность?

Это вероятность, приписанная гипотезе до учёта текущего свидетельства. Её можно получить из распространённости, исторических данных или обоснованной исходной модели.

Что такое апостериорная вероятность?

Это обновлённая вероятность гипотезы после учёта наблюдаемого свидетельства. При появлении новых данных она может стать априорной для следующего обновления.

Правдоподобие и апостериорная вероятность — одно и то же?

Нет. Правдоподобие описывает свидетельство при принятой гипотезе, а апостериорная вероятность — гипотезу при данном свидетельстве. Перестановка этих условных вероятностей — частая ошибка.

Зачем учитывать P(B|not A)?

Свидетельство может возникнуть и при ложной A, и этот альтернативный путь входит в знаменатель. Его игнорирование обычно преувеличивает силу поддержки A со стороны B.

Может ли теорема Байеса учитывать более двух гипотез?

Да. В знаменателе можно суммировать произведения правдоподобия и априорной вероятности по всем взаимоисключающим гипотезам. Этот калькулятор рассматривает распространённый бинарный случай A против не A.