統計検定3級|流し読みレッスン 第90話

ベイズの定理 ① まず問題を解く・100人で考える

さえちゃん
さえ

ここでは、まず例題を解きながら「100人(10,000人)で考える」やり方で、直感とのギャップを体感するよ。

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第90話

ベイズの定理 ① まず問題を解く・100人で考える

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統計検定3級|流し読みレッスン 第90話

ベイズの定理 ① まず問題を解く・100人で考える

確率の山場、ベイズの定理に入ります。「結果から原因を推測する」ための強力な武器です。

前回学んだ条件付確率を発展させた定理で、医療診断やAIにも使われています。

さえ

最初に直感で答えを予想してから計算するのがおすすめだよ。ギャップこそが記憶に残るからね!

次の例題を、一緒に最後まで計算してみましょう。

ある病気にかかっている人は、人口全体の1%(100人に1人)です。

病気の人がこの検査を受けると、90%の確率で陽性となります。

病気でない人がこの検査を受けると、5%の確率で誤って陽性となります。

ある人が検査を受け、結果が陽性でした。この人が本当に病気である確率は?

「検査の精度が90%なら、陽性なら90%くらい病気では」と感じませんか?

実際の答えは、約15%です。

検査の精度が90%もあるのに、陽性でも病気の確率はたった15%。直感に反する結果です。

なぜそうなるのか、これから一緒に計算で確かめていきましょう。

確率を割合のまま考えると混乱しやすいので、具体的な人数に置き換えます。

100人では少し心もとないので、10,000人を仮定して計算しましょう。

10,000人を、病気の人と病気でない人に分けます。

10,000人を病気100人と病気でない9,900人に分けた棒グラフ100病気9900病気でない(人数)

病気の人は1%なので、10,000×0.01=100人。

病気でない人は99%なので、10,000×0.99=9,900人。

【記憶タイム】
事前確率
(じぜんかくりつ)
検査結果を見る前の「もともとの確率」。ここではP(病気)=1%
✍ 紙に3回書いてみよう

次に、この100人と9,900人が検査を受けた結果を考えます。

病気の100人のうち90%が陽性になるので、100×0.90=90人。

残りの10人は陰性、つまり本当は病気なのに見逃される「偽陰性」です。

病気でない9,900人のうち5%が誤って陽性になるので、9,900×0.05=495人。

残りの9,405人は、正しく陰性と判定されます。

同じ計算をツリー(樹形図)で見ると、分岐がイメージしやすくなります。じっくり版(本編)で確認してみてください。

陽性となった人をまとめると、病気で陽性90人+病気でないが陽性495人です。

陽性者585人の内訳。病気で陽性90人、病気でないのに陽性495人90病気で陽性495病気でないが陽性(人数)

陽性者の合計は、90+495=585人になります。

さえ

病気じゃない人がもともと多いから、わずか5%の誤判定でも人数はけっこう増えるんだね。

次回は、この585人を使って実際にP(病気|陽性)を計算し、答えを確かめます。