Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
шпоры ИИ.docx
Скачиваний:
13
Добавлен:
05.09.2019
Размер:
417.77 Кб
Скачать

1. Опишите основные принципы дедукции на основе байесовского подхода.

Наиболее вероятная гипотеза определяется на основе анализа (учета) признаков, каждый из которых либо присутствует, либо отсутствует.

Приведем классическое определение вероятности.

Пусть Ω – пространство элементарных событий, А - подмножество элементарных событий (А Ω) при которых наблюдается событие А. Тогда вероятность события А определится как .

Если события А и В несовместимы, то P(A+B) =P(A)+P(B). Отсюда =1-Р(А) - вероятность того, что событие А ложно. Если А1, А2, А3,…, Аn несовместимые события и =Ω, то = =1.

Пусть Н - событие, заключающееся в том, что данная гипотеза верна. Пусть Е - событие, заключающееся в том, что наступило определенное доказательство (свидетельство), которое может или не может подтвердить правильность указанной гипотезы.

Априорная вероятность – (prior probability) часто называемая безусловной вероятностью события – это вероятность, присваиваемая событию при отсутствии знания, поддерживающего его наступление.

Тогда Р(Н)- априорная вероятность того, что событие Н истинно при отсутствии каких-либо свидетельств.

Р(Е)- вероятность того, что событие Е произошло. Вероятности являются числами в диапазоне от 0 до 1. Если вероятность равна 0, то данное событие не произойдет никогда, если вероятность равна 1, то данное событие происходит всегда.

Апостериорная вероятность - (posterior probability) часто называемая условной вероятностью события – это вероятность события при некотором заданном основании (учете подтверждающего знания, свидетельства).

Тогда Р(Н|Е) или Р(H| )- апостериорная вероятность гипотезы Н при наличии или отсутствии свидетельства Е.

На рис.1.1 показано пересечение событий H и E. В соответствии с диаграммой (см. рис.1.1) условная вероятность Р(Н|Е) события H при условии, что событие E произошло, определяется формулой P(H|E)= . Отсюда поделив числитель и знаменатель на |Ω| получим P(H|E)= , так как согласно классическому определению P(H&E)= |H&E| / |Ω|, а P(E)= |E| / |Ω|. Аналогичным образом получим P(E|H)= .

Преобразуем полученные выражения.

P(H|E)* P(E) = P(H&E) (1.1)

P(E|H)*Р(Н) = P(H&E) (1.2)

Приравняем левые части выражений (1.1) и (1.2), так как правые части равны.

P(H|E)*P(E) = P(E|H)*Р(Н).

Отсюда получаем формулу Байеса

P(H|E)= .

Событие Е может происходить в двух случаях – когда H произошло, и когда нет (см. рис.1.1), т.е. E =(E&H)+ (E& ).

Рис.1.1. Пересечение событий H и E.

Тогда P(E)=P(E&H)+ P(E& ). Используя выражение (1.2) получим

P(E)= P(E|H)*Р(Н)+ P(E| )*Р( ) (1.3)

С учетом этого формула Байеса примет вид

P(H|E)= . (1.4)

Или, если мы нашли, что свидетельство Е отсутствует, то:

P(H| )= . (1.5)

Байесовская теория вероятностей составляет математическую основу для рассуждений в условиях неопределенности.

Формула Байеса позволяет определить вероятность гипотезы (болезни) при условии существования признаков (симптомов) и по вероятностным данным признаков.

На первом шаге пересчитываются вероятности всех гипотез H1 - Hn с учетом признака Е1. Он может либо присутствовать, либо отсутствовать. Поэтому в первом случае это будет: {P(H1|E1); P(H2|E1); ...; (Hn|E1)}, а во втором - {P(H1| ); P(H2| ); ...; (Hn| )}. На втором шаге вначале все априорные вероятности P(Hi) заменяются величинами, рассчитанными на первом шаге, т.е. на P(Hi1) или P(Hi| ). Затем пересчитываются вероятности всех гипотез с учетом второго признака и т.д.