事後確率について
事後
確率(じごかくりつ、英: posterior probability)とは、与えられた証拠を考慮した
条件付き[[確率]]を指します。これはアポステリオリ
確率とも呼ばれ、変数に関する
確率を更新するための手法として、特にベイズ
統計において重要な概念です。事後
確率の計算には
ベイズの定理が用いられます。
事後
確率は、
事前[[確率]](証拠がない状態での不確実な
確率)と尤度の積として表されます。
ベイズの定理によれば、
事前[[確率]]に新たな
情報(尤度関数)を掛け合わせることで事後
確率を算出できます。ここで「変数」とは、観測可能な
確率変数だけでなく、観測できない隠れた変数、母数、仮説も含まれます。
例えば、土星の質量を示す変数xについて、新たな観測結果をもとに「xが定数αからβの間にある
確率」を求めると、これが事後
確率となります。頻度主義の観点からは、主観的な
確率を認めないため意味のない表現ですが、ベイズ
統計の枠組みの中で重要な役割を果たします。
具体例による理解
事後
確率を理解するために、
サイコロを使った簡単な例を考えてみましょう。Aさんが
サイコロを2回振り、その結果を知らないBさんが「どちらかで2の目が出た
確率は?」と尋ねたとします。
サイコロが完全にランダムであれば、この
確率は11/36になります。ここでは
事前[[確率]]です。
次にAさんが「出た目の和は6だった」といった
情報を提供すると、Bさんは2の目が出た
確率を再評価し、今度は2/5となります。これが事後
確率にあたります。このように、新たな
情報に基づいて
確率を再計算することが事後
確率の特徴です。
さらに興味深い例として、
モンティ・ホール問題があります。ここでは3つのカーテンがあり、そのうち1つには「アタリ」、他の2つには「ハズレ」が隠されています。最初に何も
情報がない場合、アタリを引く
確率は1/3であり、これが
事前[[確率]]です。
選択が終わった後、司会者が回答者の選択を外れた1つを示すと、初めに選んだカーテンがアタリの
確率は1/3、残ったカーテンがアタリの
確率は2/3に変わります。これが直観に反する事後
確率です。
事後
確率と
事前[[確率]]の関係において、事後
確率は
事前[[確率]]に新たな
情報を追加することで計算できます。そして、このように推定を更新することをベイズ改訂(またはベイズ更新)と呼びます。例えば、
事前[[確率]]分布に存在する尤度関数を掛け合わせ、正規化することによって事後
確率分布を求めることができます。これにより、与えられたデータに基づくより精度の高い推定ができるのです。
まとめ
事後
確率はベイズ
統計の基礎であり、
情報に基づいて
確率を更新する手法です。
事前[[確率]]との相互関係を理解することで、より深い分析や意思決定が可能になります。
確率の世界における事後
確率を利用することで、私たちは不確実性を管理し、より良い推論が行えるようになります。