香港計算器

貝氏定理計算器

輸入 P(A)、P(B)、P(B|A),求貝氏定理後驗機率 P(A|B)。醫學檢測、垃圾郵件過濾、決策分析必備。

輸入資料

先驗機率:事件 A 發生的機率。例如人群中患病率 1%。
%
事件 B 的(邊緣)機率。例如檢測呈陽性的整體比例。
%
似然:A 發生時 B 發生的機率。例如患病者檢測陽性的靈敏度 95%。
%

計算結果

後驗機率:P(B|A)×P(A)÷P(B)×100%。
47.5%

重點速覽:貝氏定理(Bayes' Theorem)描述了條件機率之間的關係:P(A|B) = P(B|A)×P(A)÷P(B)。它允許我們從「在 A 條件下 B 的機率」與 A、B 各自的邊緣機率,推算出「在 B 條件下 A 的機率」。這在直覺上常被誤判——最著名的例子是疾病篩檢:即使檢測靈敏度高達 95%,若患病率只有 1%,檢測陽性者真正患病的機率(後驗機率)也遠低於 95%,因為分母 P(B) 包含了大量「未患病但誤判為陽性」的人。

計算公式

貝氏定理:

P(A|B) = [P(B|A) × P(A)] ÷ P(B)

其中:P(A) 為先驗機率、P(B|A) 為似然、P(A|B) 為後驗機率。

例:P(A)=1%、P(B)=2%、P(B|A)=95% → P(A|B) = 0.95×0.01÷0.02 = 47.5%

$$P(A|B) = \frac{P(B|A) \cdot P(A)}{P(B)}$$

使用說明

  1. 輸入先驗機率 P(A)(例如患病率)。
  2. 輸入 P(B)(例如檢測陽性比例)。
  3. 輸入似然 P(B|A)(例如檢測靈敏度)。
  4. 系統以貝氏定理計算後驗機率 P(A|B)。
  5. P(B) 不可為 0;若為 0,後驗機率無定義。

患病率對後驗機率的影響(靈敏度 95%、誤報 5%)

患病率對後驗機率的影響(靈敏度 95%、誤報 5%)
患病率檢測陽性後患病機率
10%67.9%
5%50.0%
1%16.1%
0.5%8.7%
0.1%1.9%

後驗機率 = 0.95×患病率 ÷ [0.95×患病率 + 0.05×(1−患病率)]。患病率越低,假陽性主導結果。

理財情境案例

醫學篩檢:假陽性的威力

患病率 1%、檢測靈敏度 95%、誤報率 5%:檢測陽性者真正患病的機率僅約 16.1%。

即使靈敏度達 99%,患病率僅 0.1% 時後驗機率仍只有約 9%。

這解釋了為何罕見病的陽性結果仍需覆檢——陽性不等於確診。

決策與分類

垃圾郵件過濾:已知垃圾郵件比例與「含特定關鍵字」的比例,反推含該關鍵字的郵件為垃圾郵件的機率。

貝氏分類器(Naive Bayes)正是建基於此原理。

法庭證據:已知犯罪率與目擊者可靠度,評估證詞的證據力。

常見問題

什麼是先驗機率與後驗機率?

先驗機率 P(A) 是在獲得新證據前對事件 A 的機率估計;後驗機率 P(A|B) 是在觀察到事件 B 後更新得到的機率。貝氏定理正是從先驗出發、結合似然與證據,更新出後驗的數學工具。

為什麼陽性檢測不代表一定患病?

因為檢測存在假陽性。患病率低時,未患病者的基數遠大於真正患病者,即使誤報率很低,假陽性的絕對數量仍可能超過真陽性。這就是貝氏定理揭示的「基準率忽視」謬誤。

P(B) 為 0 會怎樣?

貝氏定理的分母為 P(B)。若 P(B)=0 表示事件 B 不可能發生,此時條件機率 P(A|B) 無定義。本計算器在 P(B)=0 時回傳 0。

貝氏定理在機器學習中有何應用?

樸素貝氏分類器(Naive Bayes)利用貝氏定理與「特徵條件獨立」假設做文本分類、垃圾郵件過濾、情感分析等,是機器學習中最基礎而高效的演算法之一。

貝氏定理與頻率論有何不同?

貝氏統計允許把機率視為主觀信念並在獲取數據後更新;頻率論把機率視為長期頻率。貝氏定理同時被兩者接受,但在「先驗如何選擇」上兩派有不同哲學立場。

相關工具

參考資料

內容審核:香港計算器科學團隊。貝氏定理條件機率公式、基準率謬誤案例驗證。