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的思路来思考,甚至不需要进行计算。
如图表18-4所示,由于掷骰子的概率分布图是左右对称的,那么在挑担偶人模型中,平衡的支点必须为正中。
因此,期待值为3.5。
图表18-4掷骰子的期待值
下面,我们来回顾一下第4讲中关于“某对夫妇第二胎生女孩的概率”
这一案例,来计算该例中的概率分布期待值。
在这个例子中,设定x=0.4、0.5、0.6时的概率分布为0.27、0.33、0.4。
由此可计算出期待值为:
(x的期待值)=0.4×0.27+0.5×0.33+0.6×0.4=0.513(见图表4-8)。
我们再思考一下关于该模型的问题:已经该夫妇的第一胎为女儿,那么,设定问题为“该夫妇生的第二胎依然是女孩的概率是0.4?0.5?还是0.6?”
之后根据贝叶斯推理,计算出对于0.4、0.5、0.6的后验概率分别为0.27、0.33、0.4。
这意味着,“第二胎依然是女孩”
的概率为0.4的可能性是0.27,概率为0.5的可能性是0.33,为0.6的可能性是0.4。
而这些数值作为“概率的概率”
这样一种双重概率,也就是“关于概率的概率分布”
。
图表18-5某夫妇生的第二胎依然是女孩的概率的期待值
虽然我们已经知道了0.4、0.5、0.6这三种概率分别对应的可能性数值,但其实我们真正想要的是“该夫妇生的第二胎依然是女孩的概率究竟是多少”
的答案。
而对此进行估算时,期待值可以作为一个合适的指标。
因为期待值是代表概率分布的数值。
因此,根据图表18-5可以进行如下推算:
(第一胎生女孩的夫妇,第二胎依然是女孩的概率)=0.513
在没有获得任何信息时,认为概率是0.5的想法是妥当的;而在已知第一胎是女孩的情况下,通过贝叶斯推理可以估算出:第二胎依然是女孩的概率要略大于0.5。
18-6通过贝塔分布来计算期待值
学习完上述知识后,下面我们来思考连续型概率分布的期待值。
在连续型概率分布中,由于已经给出了连续无限个数值的概率密度,所以很难通过各个数值来掌握其存在方式,而只有通过图表的形状来把握才比较现实。
在这个前提下,能够通过一个数值来代表分布的期待值的作用就更为重要了。
下面以贝塔分布为例,来讲解连续型概率分布期待值的知识点。
即便如此,在连续型的情况下,如果要定义并计算其期待值,依然需要进行积分计算,因此本书仅对其结果进行介绍。
第17讲中讲解过,贝塔分布中,将α、β设为大于1的常数,如下所示:
y=(常数)×xa-1(1-x)β-1(0≤x≤1)
x为基本事件的数值,y为概率密度。
贝塔分布的期待值的公式如下:
具体解说可参照“补讲”
部分。
下面,针对第17讲中列举出的贝塔分布,使用该公式计算其期待值,并试着用图表示出来。
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