الانتقال إلى المحتوى

ت.8 · الشرط والاستدلال البييزي وخطأ العينات

GRE Subject Test · GRE Mathematics · الموضوع 21

21

النطاق والشروط المسبقة

تحضير GRE للطلاب الجامعيين. أهداف محلية ضمن نطاق ETS المراجَع؛ هذا تعليم أصلي، وليس اختباراً رسمياً أو تنبئاً بالدرجات.

المواصفات المسبقة: جداول الاحتمالات، والتوقع، والتباين، والعينة المستقلة.

  • فصل احتمالات الشرطية والمشتركة وأحداث الاستقلال
  • احسب الاحتمالات اللاحقة باستخدام جدول معدل الأساس الكامل
  • استخدم التباين وحجم العينة لتحديد الخطأ المعياري لمتوسط العينة

الاحتمال اللاحق: احتمال مشروط على الدليل الملاحظ بعد مراعاة النسب الأولية.

الخطأ المعياري: الانحراف المعياري لإحصاء عبر عينات متكررة.

مفردات تدريب
English العربية
posterior probability/pɒˈstɪərɪə ˌprɒbəˈbɪlɪti/ احتمال بيزي
standard error/ˈstændəd ˈerə/ الخطأ المعياري
21

اختيار وتبرير طريقة

بالنسبة لـ P(B)>0، P(A|B)=P(A∩B)/P(B): اقتصار المجتمع على B قبل حساب الكسر في A. الاستقلال يعني P(A∩B)=P(A)P(B)، مكافئاً لـ P(A|B)=P(A) عندما يكون المقام غير صفري. الأحداث المتبادلة الاستبعاد ذات الاحتمالات الموجبة لا يمكن أن تكون مستقلة، لأن احتمالها المشترك صفر. العينات بدون إرجاع تغير عادةً الاحتمالات اللاحقة؛ مقام ثابت للسحب المتتالية سيصف تجربة مختلفة.

بني احتمالات مشتركة بضرب نسبة الفئة الأولية في الاحتمال الشرطي المعني. إذا كانت D هي الشرط و+ نتيجة إيجابية، P(D∩+)=P(D)P(+|D). الاحتمال الإجمالي للإيجابية هو P(D)P(+|D)+P(not D)P(+|not D)، لأنها منفصلة وتغطي كل النتائج الإيجابية. يقسم بايز الاحتمال المشترك الأول على هذا المجموع. الحساسية هي P(+|D)، بينما النوعية هي P(−|not D)؛ معدل الإيجابية الخاطئة هو واحد ناقص النوعية.

اختبار افتراضي مع انتشار 2%، حساسية 90% ونوعية 95%، استخدم مجتمعاً 10,000 للتوضيح. من بين 200 أشخاص مصابين، 180 يعطون نتيجة إيجابية. من بين 9,800 غير المصابين، 490 يعطون نتيجة إيجابية. لذلك 180 من بين 670 نتائج إيجابية لديهم المرض: الاحتمال اللاحق 18/67، حوالي 26.9%. عكس الشرطية سيعطي 90%، مما يجيب عن سؤال مختلف. هذا نموذج رياضي، وليس توصية بشأن القرارات السريرية.

لملاحظات مستقلة وموزعة بشكل متطابق مع تباين محدود σ²، متوسط العينة له توقع μ وتباين σ²/n؛ خطأه المعياري هو σ/√n. هذا هو انتشار متوسطات العينات المتكررة، ليس انتشار الملاحظات الفردية. مضاعفة n بأربع ضعف تقلل الخطأ المعياري للنصف، بدلاً من ربعه. بيانات المجتمع الطبيعي تعطي وسطاً طبيعياً تماماً؛ وإلا فإن تقريب الحد المركزي يحتاج شروطاً كافية وحجم عينة مناسب. الارتباط يفسر الحساب البسيط لتباين الاستقلال.

استكشف

The given group changes the denominator

$P(A\mid B)=n(A\cap B)/n(B),\quad n(B)>0$

Use the lesson’s table to compare a conditional probability, its reverse and a whole-cohort probability. The highlighted group is the denominator.

21

استنتاج محلول

ليكن P(A)=0.4، P(B)=0.5 و P(A∩B)=0.3. إذن P(A|B)=0.6، لذا A و B ليستا مستقلتين، لأن 0.3≠0.4·0.5. إذا كان للمتغير انحراف معياري 12، فإن عينة مستقلة بحجم 36 لها خطأ معياري للمتوسط 2. زيادة حجم العينة إلى 144 تعطي 1؛ ويبقى الانحراف المعياري للملاحظة الفردية ثابتاً عند 12.

جدول لـ 1,000 عنصر متوقع: 80 من 100 معيبة و45 من 900 غير معيبة تعطي نتيجة إيجابية، 125 نتائج إيجابية جميعاً
مع إعطاء نتيجة إيجابية، اقسم على جميع 125 النتائج الإيجابية: 80/125، وليس 80/100
استكشف

Individual spread and sample-mean spread

$\mathrm{SD}(\bar X)=\sigma/\sqrt n$

Changing n changes the standard error, not the population standard deviation. Normal probabilities require an explicit distribution model.

21

شروط وضد الأمثلة

لا تعكس P(+|D) إلى P(D|+). قم بتضمين النتائج الإيجابية الكاذبة في مقام البعدية. الانحراف المعياري للملاحظات الفردية وخطؤها المعياري لمتوسطها له سلوك مختلف مع حجم العينة.

21

تطبيق موجه

في نموذج مذكور، 10% من الأجهزة بها عيب. الاختبار إيجابي لـ 80% من الأجهزة المعيبة و5% من الأجهزة غير المعيبة. أوجد احتمال وجود عيب بناءً على نتيجة إيجابية باستخدام 1000 أجهزة متوقعة.

حل نموذجي

الأعداد المتوقعة هي 100 معيبة و900 غير معيبة. الأعداد الإيجابية هي $100(0.8)=80$ و$900(0.05)=45$ على التوالي. المجموعة المشروطة تحتوي على 125 إيجابيات، وبالتالي

$$P(D\mid+)={80\over80+45}={16\over25}=0.64.$$
الأعداد السالبة 20 و855 تتحقق كلا مجاميع الصفوف. الحساسية 0.8 هي $P(+\mid D)$، وليست الشرطية العكسية المطلوبة. هذه معدلات نموذج توضيحية، ليست ادعاءات أداء مقاسة.

21

النقل المستقل

الملاحظات المستقلة لها تباين 25. أوجد الخطأ المعياري لمتوسطها لـ n=100. إذا كان بدلاً من ذلك كل زوج متميز له تباعد 1، أوجد تباين المتوسط. هل مضاعفة n بأربع ضعف بالضرورة تقلل الخطأ المعياري للنصف في النموذج الثاني؟

تحقق بعد المحاولة

الاستقلال يعطي $\operatorname{Var}(\overline X)=25/n$ وعند 100 الخطأ المعياري $5/10=0.5$. مع تباعد واحد،

$$\operatorname{Var}(\overline X)=\frac{25n+n(n-1)}{n^2}=1+\frac{24}{n}.$$
عند 100 هو 1.24. يميل الخطأ المعياري إلى واحد كلما كبرت n، بدلاً من الصفر؛ مضاعفة n بأربع قد لا تقلله للنصف. يمكن تجاهل حدود التباعد فقط تحت استقلالية غير مرتبطة مبررة، مع الاستقلال شرط كافٍ.

دروس تفاعلية حول هذا الموضوع

ا-working عليه خطوة بخطوة، مع تمارين تحقق فوري.

المزيد من المواضيع في GRE Subject Test · GRE Mathematics

تسجيل الدخول أو إنشاء حساب

IGCSE, A-Level & AP