定理已证明
贝叶斯定理
命题陈述
对任意事件 A 与 B(满足 P(A)>0 且 P(B)>0),有 P(A∣B)=P(B)P(B∣A)P(A)。更一般地,若 A1,…,Ak 构成样本空间的一个划分,且 P(Ai)>0 及 P(B)>0,则对每个 j,有 P(Aj∣B)=∑i=1kP(B∣Ai)P(Ai)P(B∣Aj)P(Aj)。
为什么成立?
贝叶斯定理是反转条件概率的数学法则:它给出了在观测到证据 B 之后,如何将关于潜在原因 A 的先验信念 P(A) 更新为后验信念 P(A∣B)——只需按原因 A 产生结果 B 的可能性大小对先验进行加权。
证明思路
由条件概率的定义,当 P(B)>0 时有 P(A∣B)=P(B)P(A∩B),对称地,当 P(A)>0 时有 P(B∣A)=P(A)P(A∩B)。消去 P(A∩B) 可得 P(A∩B)=P(B∣A)P(A),两边同除以 P(B) 即得 P(A∣B)=P(B)P(B∣A)P(A)。若 A1,…,Ak 划分样本空间,则由全概率公式可将分母展开为 P(B)=∑i=1kP(B∩Ai)=∑i=1kP(B∣Ai)P(Ai)。