Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4....

40
P W : P G S W F

Transcript of Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4....

Page 1: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

ProbabilistykaWykład czwarty: Pod jednym warunkiem

Grzegorz Siudem

Wydział Fizyki

wykład zdalny 2020

Page 2: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Po lekturze prac domowych

Page 3: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Co należy robić?

Przypominam o konieczności

Odpowiedniego tytułowania maili.

Oddawaniego nazywania plików.Podawaniu źródeł.

Warto pisać też więcej komentarzy!

Uwagi LaTeXowe

Wzory piszemy kursywą, ale funkcje regularnym fontem.Środowiska wpisywania wzorów.Wektorowe rysunki.

1 11

Page 4: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Co należy robić?

Przypominam o konieczności

Odpowiedniego tytułowania maili.Oddawaniego nazywania plików.

Podawaniu źródeł.

Warto pisać też więcej komentarzy!

Uwagi LaTeXowe

Wzory piszemy kursywą, ale funkcje regularnym fontem.Środowiska wpisywania wzorów.Wektorowe rysunki.

1 11

Page 5: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Co należy robić?

Przypominam o konieczności

Odpowiedniego tytułowania maili.Oddawaniego nazywania plików.Podawaniu źródeł.

Warto pisać też więcej komentarzy!

Uwagi LaTeXowe

Wzory piszemy kursywą, ale funkcje regularnym fontem.Środowiska wpisywania wzorów.Wektorowe rysunki.

1 11

Page 6: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Co należy robić?

Przypominam o konieczności

Odpowiedniego tytułowania maili.Oddawaniego nazywania plików.Podawaniu źródeł.

Warto pisać też więcej komentarzy!

Uwagi LaTeXowe

Wzory piszemy kursywą, ale funkcje regularnym fontem.

Środowiska wpisywania wzorów.Wektorowe rysunki.

1 11

Page 7: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Co należy robić?

Przypominam o konieczności

Odpowiedniego tytułowania maili.Oddawaniego nazywania plików.Podawaniu źródeł.

Warto pisać też więcej komentarzy!

Uwagi LaTeXowe

Wzory piszemy kursywą, ale funkcje regularnym fontem.Środowiska wpisywania wzorów.

Wektorowe rysunki.

1 11

Page 8: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Co należy robić?

Przypominam o konieczności

Odpowiedniego tytułowania maili.Oddawaniego nazywania plików.Podawaniu źródeł.

Warto pisać też więcej komentarzy!

Uwagi LaTeXowe

Wzory piszemy kursywą, ale funkcje regularnym fontem.Środowiska wpisywania wzorów.Wektorowe rysunki.

1 11

Page 9: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Czego lepiej nie robić?

Zalecam aby unikali Państwo

łączenia punktów linią ciągłą.

podawania wikipedii jako źródła.zostawiania ujemnego prawdopodobieństwa bezkomentarza.Dowodzenia, że inteligencja ma rozkład normalny, bo IQ marozkład normalny.

2 11

Page 10: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Czego lepiej nie robić?

Zalecam aby unikali Państwo

łączenia punktów linią ciągłą.podawania wikipedii jako źródła.

zostawiania ujemnego prawdopodobieństwa bezkomentarza.Dowodzenia, że inteligencja ma rozkład normalny, bo IQ marozkład normalny.

2 11

Page 11: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Czego lepiej nie robić?

Zalecam aby unikali Państwo

łączenia punktów linią ciągłą.podawania wikipedii jako źródła.zostawiania ujemnego prawdopodobieństwa bezkomentarza.

Dowodzenia, że inteligencja ma rozkład normalny, bo IQ marozkład normalny.

2 11

Page 12: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Czego lepiej nie robić?

Zalecam aby unikali Państwo

łączenia punktów linią ciągłą.podawania wikipedii jako źródła.zostawiania ujemnego prawdopodobieństwa bezkomentarza.Dowodzenia, że inteligencja ma rozkład normalny, bo IQ marozkład normalny.

2 11

Page 13: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Jak używać tablicy dystrybuant?

Page 14: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Na poprzednim wykładzie opowiadałem o

Definicjach i podstawowych własnościach momentówzmiennej losowej.

tym czym są estymatory i dlaczego ich potrzebujemy?prezentowaniu danych – wykresy skrzynkowe i histogramy.

3 11

Page 15: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Na poprzednim wykładzie opowiadałem o

Definicjach i podstawowych własnościach momentówzmiennej losowej.tym czym są estymatory i dlaczego ich potrzebujemy?

prezentowaniu danych – wykresy skrzynkowe i histogramy.

3 11

Page 16: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Na poprzednim wykładzie opowiadałem o

Definicjach i podstawowych własnościach momentówzmiennej losowej.tym czym są estymatory i dlaczego ich potrzebujemy?prezentowaniu danych – wykresy skrzynkowe i histogramy.

3 11

Page 17: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Na poprzednim wykładzie opowiadałem o

Definicjach i podstawowych własnościach momentówzmiennej losowej.tym czym są estymatory i dlaczego ich potrzebujemy?prezentowaniu danych – wykresy skrzynkowe i histogramy.

3 11

Page 18: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Prawdopodobieństwowarunkowe

Page 19: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Prawdopodobieństwo warunkowe

Definicja

P(A|B) =P(A ∩ B)

P(B)

Rysunek

PrzykładLosujemy jedną rodzinę spośród rodzin z dwójką dzieci. Obliczprawdopodobieństwo zdarzenia, że będzie to dwóch synów, jesli

starsze dziecko jest chłopcem.jest co najmniej jeden chłopiec.

4 11

Page 20: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Prawdopodobieństwo warunkowe

Definicja

P(A|B) =P(A ∩ B)

P(B)

Rysunek

PrzykładLosujemy jedną rodzinę spośród rodzin z dwójką dzieci. Obliczprawdopodobieństwo zdarzenia, że będzie to dwóch synów, jesli

starsze dziecko jest chłopcem.jest co najmniej jeden chłopiec.

4 11

Page 21: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Prawdopodobieństwo warunkowe

Definicja

P(A|B) =P(A ∩ B)

P(B)

Rysunek

PrzykładLosujemy jedną rodzinę spośród rodzin z dwójką dzieci. Obliczprawdopodobieństwo zdarzenia, że będzie to dwóch synów, jesli

starsze dziecko jest chłopcem.jest co najmniej jeden chłopiec.

4 11

Page 22: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Wzór łańcuchowy

Page 23: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Wzór łańcuchowy

DefinicjaJeżeli zdarzenia A1, A2, . . . An spełniają warunek

P(A1 ∩ A2 ∩ · · · ∩ An) > 0,

wówczas zachodzi

P(A1 ∩ A2 ∩ · · · ∩ An) = P(A1)P(A2|A1)P(A3|A1 ∩ A2)

Szkic dowodu

Z listy pytań zawierającej 10 pytań łatwych i 20 trudnych trójkastudentów losuje bez zwracania pytanie. Jakie jestprawdopodobieństwo, że trafią 3 łatwe pytania?

5 11

Page 24: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Wzór łańcuchowy

DefinicjaJeżeli zdarzenia A1, A2, . . . An spełniają warunek

P(A1 ∩ A2 ∩ · · · ∩ An) > 0,

wówczas zachodzi

P(A1 ∩ A2 ∩ · · · ∩ An) = P(A1)P(A2|A1)P(A3|A1 ∩ A2)

Szkic dowodu

Z listy pytań zawierającej 10 pytań łatwych i 20 trudnych trójkastudentów losuje bez zwracania pytanie. Jakie jestprawdopodobieństwo, że trafią 3 łatwe pytania?

5 11

Page 25: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Wzór łańcuchowy

DefinicjaJeżeli zdarzenia A1, A2, . . . An spełniają warunek

P(A1 ∩ A2 ∩ · · · ∩ An) > 0,

wówczas zachodzi

P(A1 ∩ A2 ∩ · · · ∩ An) = P(A1)P(A2|A1)P(A3|A1 ∩ A2)

Szkic dowodu

Z listy pytań zawierającej 10 pytań łatwych i 20 trudnych trójkastudentów losuje bez zwracania pytanie. Jakie jestprawdopodobieństwo, że trafią 3 łatwe pytania?

5 11

Page 26: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Prawdopodobieństwo całkowite

Page 27: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Prawdopodobieństwo całkowite

Definicja – rozbicieRozbiciem przestrzeni zdarzeń Ω nazywamy rodzinę zdarzeńHii∈I które parami się wykluczają, a ich suma wynosi Ω.

Wzór na prawdopodobieństwo całkowiteNiech H1, H2, . . . Hn będzie rozbiciem Ω na zdarzenia oniezerowym prawdopodobieństwie. Wówczas dla dowolnego A

P(A) =n∑i=1

P(A|Hi)P(Hi).

6 11

Page 28: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Prawdopodobieństwo całkowite

Definicja – rozbicieRozbiciem przestrzeni zdarzeń Ω nazywamy rodzinę zdarzeńHii∈I które parami się wykluczają, a ich suma wynosi Ω.

Wzór na prawdopodobieństwo całkowiteNiech H1, H2, . . . Hn będzie rozbiciem Ω na zdarzenia oniezerowym prawdopodobieństwie. Wówczas dla dowolnego A

P(A) =n∑i=1

P(A|Hi)P(Hi).

6 11

Page 29: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Wzór Bayesa

Page 30: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Wzór Bayesa

TwierdzenieNiech Hii∈I będzie (przeliczalnym) rozbiciem Ω na zdarzenia oniezerowym prawdopodobieństwie oraz P(A) > 0 wówczas dladowolnego j ∈ I

P(Hj|A) =P(A|Hj)P(Hj)∑i∈I P(A|Hi)P(Hi)

.

Dowód.

Wnioskowanie Bayesowskie

P(Hi) prawdopodobieństwo a priori.P(Hi|A) prawdopodobieństwo a posteriori.

7 11

Page 31: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Wzór Bayesa

TwierdzenieNiech Hii∈I będzie (przeliczalnym) rozbiciem Ω na zdarzenia oniezerowym prawdopodobieństwie oraz P(A) > 0 wówczas dladowolnego j ∈ I

P(Hj|A) =P(A|Hj)P(Hj)∑i∈I P(A|Hi)P(Hi)

.

Dowód.

Wnioskowanie Bayesowskie

P(Hi) prawdopodobieństwo a priori.P(Hi|A) prawdopodobieństwo a posteriori.

7 11

Page 32: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Wzór Bayesa

TwierdzenieNiech Hii∈I będzie (przeliczalnym) rozbiciem Ω na zdarzenia oniezerowym prawdopodobieństwie oraz P(A) > 0 wówczas dladowolnego j ∈ I

P(Hj|A) =P(A|Hj)P(Hj)∑i∈I P(A|Hi)P(Hi)

.

Dowód.

Wnioskowanie Bayesowskie

P(Hi) prawdopodobieństwo a priori.P(Hi|A) prawdopodobieństwo a posteriori.

7 11

Page 33: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Testy diagnostyczne - wstęp

Page 34: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Wprowadzenie

Definicje

Czułość testu to odsetek chorych u których test daje wynikdodatni.Swoistość testu to odsetek zdrowych u których test dajewynik ujemny.

8 11

Page 35: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Podsumowanie

Page 36: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Dzisiaj rozmawialiśmy o

Prawdopodobieństwie warunkowym.wzorze Bayesa i prawdopodobieństwie całkowitym.wnioskowaniu Bayesowskim.

9 11

Page 37: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Praca domowa

Page 38: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Praca domowa

Zadanie 4. [10p]Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź up% zdrowych, a u chorych zawsze daje poprawną, pozytywną,odpowiedź2. Jaka jest szansa3 S, że osoba z pozytywnymwynikiem jest zdrowa? Narysuj wykres S(p) przy założeniuN = 103. Odczytaj wartości dla p = 1, 5, 10%.

1To znacy, że chora jest średnio jedna osoba na N i N jest duże (np. ok. 103).2To znaczy, że test ma czułość 100% i swoistość (100− p)%.3Przy wnioskowaniu tylko z wyniku testu

10 11

Page 39: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

W następnym odcinku...

Page 40: Probabilistyka - Wyk ad czwarty: Pod jednym warunkiemsiudem/P/W4.pdf · Praca domowa Zadanie 4. [10p] Test na rzadką chorobę1 daje fałszywie pozytywną odpowiedź u p% zdrowych,

Na następnym wykładzie opowiem o

testy diagnostyczne – kontynuacja.Centralnym Twierdzeniu GranicznymPrawach Wielkich Liczb

11 / 11