ベイズの定理     Last modified: May 16, 2002

 2 つの事象 A,B があるとき,

equation

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,

equation

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。

表 1.ベイズの定理の導き方
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。

解答欄:    

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。

解答欄:    

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。

解答欄:    

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。

解答欄:    
★この問題の図による説明


応用問題


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