從確定到不確定

01紀錄事件的有無

  • 事情會發生 –> 1
  • 事情不會發生 –> 0

範例

  • 賣給客戶一個商品,該商品三年內有報修紀錄則紀1、否則紀0
    • 全部的總和就是有被報修的商品次數
    • ex: (1, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0),總共報修3

記錄不確定的事件

  • 假設我們要在賣出之前「紀錄」商品會不會報修
    • 覺得會報修,也許紀0.9或很接近1的數字
    • 覺得不會報修,也許紀0.0001或很小的數字
  • 如果通通紀錄p,總共賣出n個商品,我們希望最後報修的商品數量接近n * p

機率的定義(不嚴謹)

給一個樣本空間(Sample Space) \(S\) 和一個函數 \(P\) 而且符合:

  • \(S\) 是一個集合
  • 機率需要介於0與1之間:\(0 \leq P(s) \leq 1 \forall s \in S\)
  • 機率的總和要是1:\(\sum_{s \in S} P(s) = 1\)

範例:

  • 有\(S = \{1, 0\}\)代表商品有無報修的樣本空間
  • 請問以下哪些符合機率的定義?
    1. \(P(1) = P(0) = 0.5\)
    2. \(P(1) = 0.4, P(0) = 0.6\)
    3. \(P(1) = 0.4, P(0) = 0.5\)
    4. \(P(1) = -0.1, P(0) = 1.1\)

範例:同時考慮賣多個的樣本空間

  • 賣兩個:

\(S = \{(0,0),(1,0),(0,1),(1,1)\}\)

  • 賣三個:

\(S = \{(0,0,0),(1,0,0),(0,1,0),(1,1,0),(0,0,1),(1,0,1),(0,1,1),(1,1,1)\}\)

機率論的好處

  • 同時考慮賣多個的樣本空間非常龐大
    • 透過機率論,我們可以從一個商品的機率推導出多個商品的機率
  • 運用數學處理不確定性、化簡問題

範例:

若 \(P(1) = p\) 、商品報修之間有獨立關係存在,則 \(n\) 件商品中送修 \(k\) 件的機率會是:

\[\left(\begin{array}{c} n \\ k \end{array}\right) p^k (1-p)^{n-k}\]

機率與統計

  • 機率是統計的數學基礎。運用統計,我們可以從小樣本去推論大樣本
    • 用機率論提供的數學工具,描繪出n件商品的數學模式
    • n小的時候,把數學模式與實際收集的數據做比對
    • 又上述結論套用到n很大的狀況,並依據結果作決策(Inference)

範例

  • 在工廠觀測10件商品的損壞數,猜測未來需要維修的備料、倉儲
  • 在線上觀測廣告花費1元的效益,猜測未來花費100元的效益