2 つの事象 A,B があるとき,

を ベイズの定理 という。
一般的には,B が r 個の排反事象に分かれるとき,観察された事象 A の原因が Bi である確率は,

となる。Pr{Bi} は 事前確率,Pr{Bi | A} は 事後確率 と呼ばれる。
例えば,A が女性であること,Bi が学年( i = 1,2,3,4 )としたとき,Pr{Bi | A} は,ランダムに抽出した学生が女子学生であるとわかったとき,その学生が Bi 学年である確率を表す。
| 学年 | 男子 | 女子 | 合計 | 女子の割合 | 学年の割合 | ベイズ確率 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pr{A | Bi} | Pr{Bi∩A} | Pr{Bi} | Pr{Bi | A} | ||||
| B1 | 90 | 36 | 126 | 36/126 | 36/510 | 126/510 | 0.2209 |
| B2 | 76 | 45 | 121 | 45/121 | 45/510 | 121/510 | 0.2761 |
| B3 | 87 | 43 | 130 | 43/130 | 43/510 | 130/510 | 0.2638 |
| B4 | 94 | 39 | 133 | 39/133 | 39/510 | 133/510 | 0.2393 |
| 合計 | 347 | 163 | 510 | Pr{A}=163/510 | |||
事前にわかっている確率は Pr{Bi}, Pr{A | Bi} だけでよい。
事後にわかった事実 “女子である” ということから,事後確率 Pr{Bi | A} を得ようとするのが問題の趣旨である。
2 年生の女子である確率 Pr{B2 ∩ A} = 45 / 510 は,2 年生である確率 Pr{B2} = 121 / 510 と 2 年生であるという条件付きでの女子である確率 Pr{A | B2} = 45 / 121 を用いて乗法定理の ( 2 ) 式から,
Pr{B2 ∩ A}
= Pr{B2} ・ Pr{A | B2}
= 121 / 510 ・ 45 / 121
= 45 / 510 …… ( 4 )
である。
女子であるという条件付きでの 2 年生である確率 Pr{B2 | A} は,乗法定理の ( 1 ) 式から,
Pr{B2 | A}= Pr{B2 ∩ A}/ Pr{A}
であり,( 4 )式および,
Pr{A}
= Pr{B1 ∩ A} + Pr{B2 ∩ A} + Pr{B3 ∩ A} + Pr{B4 ∩ A}
= 36 / 510 + 45 / 510 + 43 / 510 + 39 / 510
= 163 / 510
であるから,
Pr{B2 | A}
= ( Pr{B2} ・ Pr{A | B2})/ Pr{A}
= (121 / 510 ・ 45 / 121)/(163 / 510)
= 0.2761
となる。
演習問題:
日本人の成人男子が,ある病気にかかる割合は血液型により異なり,O 型では 3%,A 型では 6%,B 型では 10%,AB 型では 7% であるとする。
日本人の血液型は男女で差がなく,O 型は 30%,A 型は 38%,B 型は 22%,AB 型は 10% であるとする。
この病気にかかった成人男子が O 型である確率を求めなさい。
以下では,血液型が O,A,B,AB 型であるという事象をO,A,B,AB とし,病気であるという事象を X とする。
問題1 Pr{X | O}の値を解答欄に記入し,送信ボタンをクリックしなさい。
問題2 Pr{O ∩ X}の値を解答欄に記入し,送信ボタンをクリックしなさい。
問題3 Pr{X}を求めなさい。答えは小数点以下 5 桁目で四捨五入した値を解答欄に記入し,送信ボタンをクリックしなさい。
問題4 Pr{O | X}を求めなさい。答えは小数点以下 4 桁目で四捨五入した値を解答欄に記入し,送信ボタンをクリックしなさい。
★この問題の図による説明
応用問題: