Twierdzenie Bayesa - interpretacja rezultatów badań testów

Definicja klasyczna. Prawdopodobieństwo warunkowe i całkowite. Zmienne losowe i ich parametry. Niezależność. Prawa wielkich liczb oraz centralne twierdzenia graniczne i ich zastosowania.
pansoltyss
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 2
Rejestracja: 23 kwie 2022, o 11:30
Płeć: Mężczyzna
wiek: 23
Podziękował: 1 raz

Twierdzenie Bayesa - interpretacja rezultatów badań testów

Post autor: pansoltyss »

Cześć,
W książce od psychologii znalazłem wzór zwany regułą Bayesa, dzięki któremu jesteśmy w stanie obliczyć prawdopodobieństwo obecności wirusa HIV wśród zbioru osób mający dodatni wynik testu. Wzór widoczny jest w załączniku, ale dla czytelności przepiszę go poniżej (pomijając fakt, że oznaczenia w książce są niespójne np. czym różni się HIV od HIV+):
\(\displaystyle{
P(HIV+/test+) = \frac{P(HIV+) \cdot P(test+|HIV+)}{P(test+|HIV-) \cdot P(test+/HIV+)}
}\)


Na pierwszy rzut oka już coś w tym wzorze mi się nie zgadzało - ponieważ można skrócić mianownik i licznik przez \(\displaystyle{ P(test+/HIV+) }\) i wtedy można dojść do wniosku, że skuteczność testu dla pozytywnego wyniku nie ma żadnego znaczenia, co z intuicji wydaje się błędne.

Wygooglowałem zatem twierdzenie Bayesa i na

Kod: Zaznacz cały

https://pl.wikipedia.org/wiki/Twierdzenie_Bayesa
znalazłem wzór B2:
\(\displaystyle{
P(A|B) = \frac{P(B|A)\cdot P(A)}{P(B|A)\cdot P(A) + P(B|A')\cdot P(A')}
}\)

oraz przykład 2, bardzo podobny do przykładu z książki.

Dane z treści:
\(\displaystyle{
P(HIV+/test+)=0.99 \\
P(HIV+)=0.0015 \\
P(test+|HIV-)=0.10 \\
P(HIV-)=1-P(HIV+)=0.9985
}\)


Podstawiając do wzoru (B2) otrzymujemy:
\(\displaystyle{
P(HIV+/test+) = \frac{P(test+/HIV+) \cdot P(HIV+)}{P(test+/HIV+) \cdot P(HIV+) + P(test+/HIV-) \cdot P(HIV-)} = \\
\frac{0.99 \cdot 0.0015}{0.99 \cdot 0.0015 + 0.10 \cdot 0.09985} \approx 0.01465
}\)


Zatem wynik z książki jest zaokrąglony (podany jest 0.15).

W tym momencie jestem skołowany, bo jestem bardziej skłonny uwierzyć w to, że popełniłem jakiś błąd w rozumowaniu, niż w to, że autor książki bardzo uprościł twierdzenie Bayesa, dzięki czemu można dojść do błędnych wniosków.

Czy jest ktoś w stanie potwierdzić/obalić moją hipotezę?
Załączniki
skan.png
Ostatnio zmieniony 23 kwie 2022, o 18:19 przez Jan Kraszewski, łącznie zmieniany 1 raz.
Powód: Poprawa wiadomości.
Awatar użytkownika
kmarciniak1
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 809
Rejestracja: 14 lis 2014, o 19:37
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 48 razy
Pomógł: 183 razy

Re: Twierdzenie Bayesa - interpretacja rezultatów badań testów

Post autor: kmarciniak1 »

Rzeczywiście masz rację twój wzór jest dobry. Z praktycznej perspektywy warto zaznaczyć, że ten wynik \(\displaystyle{ 1.5 \%}\) jest dość trudno interpretowalny bo testowanie na HIV nie odbywa się wśród losowej próbki populacji tylko testują się osoby które mają za sobą prawdziwe lub domniemane ryzykowne zachowania seksualne. Więc jestem niemalże przekonany że próbując odpowiedzieć na pytanie z książki empirycznie to znaczy wziąć duży zbiór osób który miał pozytywny wynik i sprawdzić u ilu osób faktycznie pojawił się wirus HIV to wyszłoby więcej niż \(\displaystyle{ 1.5 \% }\)
pansoltyss
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 2
Rejestracja: 23 kwie 2022, o 11:30
Płeć: Mężczyzna
wiek: 23
Podziękował: 1 raz

Re: Twierdzenie Bayesa - interpretacja rezultatów badań testów

Post autor: pansoltyss »

Okej, dzięki za potwierdzenie - trochę dziwi mnie fakt, że takie błędy pojawiają się w książkach (co prawda nie jest to matematyczna publikacja, ale jednak podręcznik podawany na studiach).
Co do twojej dygresji zgadzam się - gdyby nie inne przesłanki wykonywanie testu z takimi skutecznościami dla rzadkich chorób byłoby mało praktyczne i w sumie dobrze pokazuje to powyższy przykład. De facto inne przesłanki też można uwzględnić w twierdzeniu Bayesa :P
ODPOWIEDZ