题目
1.1 设θ是一批产品的不合格品率,已知它不是0.1就是0.2,且其先验分布为pi(0.1)=0.7,pi(0.2)=0.3假如从这批产品中随机取出8个进行检查,发现有2个不合格品,求θ的后验分布。
1.1 设θ是一批产品的不合格品率,已知它不是0.1就是0.2,且其先验分布为
$\pi(0.1)=0.7,\pi(0.2)=0.3$
假如从这批产品中随机取出8个进行检查,发现有2个不合格品,求θ的后验分布。
题目解答
答案
设 $\theta$ 为不合格品率,先验分布为 $\pi(0.1) = 0.7$,$\pi(0.2) = 0.3$。从8个产品中发现2个不合格品,似然函数为 $P(X=2|\theta) = \binom{8}{2} \theta^2 (1-\theta)^6$。
计算得:
\[
P(X=2|\theta=0.1) \approx 0.1488, \quad P(X=2|\theta=0.2) \approx 0.2936
\]
总概率:
\[
P(X=2) = 0.1488 \times 0.7 + 0.2936 \times 0.3 \approx 0.1922
\]
后验概率:
\[
P(\theta=0.1|X=2) \approx \frac{0.1488 \times 0.7}{0.1922} \approx 0.542, \quad P(\theta=0.2|X=2) \approx 0.458
\]
**答案:**
\[
\boxed{
\begin{array}{cc}
\theta & 0.1 & 0.2 \\
\hline
P & 0.542 & 0.458 \\
\end{array}
}
\]
解析
考查要点:本题主要考查贝叶斯定理在离散先验分布下的后验分布计算,涉及二项分布的似然函数和全概率公式的应用。
解题核心思路:
- 确定先验分布:已知θ的可能取值为0.1和0.2,对应的先验概率分别为0.7和0.3。
- 计算似然函数:根据二项分布公式,分别计算θ=0.1和θ=0.2时,观测到2个不合格品的似然值。
- 计算全概率:将似然值与先验概率相乘后求和,得到观测数据的总概率。
- 应用贝叶斯公式:将似然值与先验概率的乘积除以全概率,得到后验概率。
破题关键点:
- 正确应用二项分布公式计算似然函数。
- 准确计算全概率时注意权重(先验概率)的分配。
- 验证后验概率之和是否为1,确保计算正确性。
步骤1:计算似然函数
对于θ=0.1:
$P(X=2|\theta=0.1) = \binom{8}{2} \cdot 0.1^2 \cdot 0.9^6 = 28 \cdot 0.01 \cdot 0.531441 \approx 0.1488$
对于θ=0.2:
$P(X=2|\theta=0.2) = \binom{8}{2} \cdot 0.2^2 \cdot 0.8^6 = 28 \cdot 0.04 \cdot 0.262144 \approx 0.2936$
步骤2:计算全概率
$P(X=2) = P(X=2|\theta=0.1) \cdot \pi(0.1) + P(X=2|\theta=0.2) \cdot \pi(0.2) \\ = 0.1488 \cdot 0.7 + 0.2936 \cdot 0.3 \approx 0.1922$
步骤3:计算后验概率
对于θ=0.1:
$P(\theta=0.1|X=2) = \frac{0.1488 \cdot 0.7}{0.1922} \approx 0.542$
对于θ=0.2:
$P(\theta=0.2|X=2) = \frac{0.2936 \cdot 0.3}{0.1922} \approx 0.458$