决策树基尼不纯度基础数学问题

假设你有三类球:红色、绿色和蓝色。

每种颜色的球出现的概率分别是:红色 = 4/10,蓝色 = 3/10,绿色 = 3/10

将红色球错误分类的计算方法是 4/10 * (3/10 + 3/10),即“真实类别” * “错误类别”的概率。

为什么要乘法而不是加法来计算选错红色球的概率?我知道基尼不纯度公式将这种基本思想推广到了所有C类别,N个点和每个类别的Ni个数据点。我觉得我忘记了基本的概率直觉。


回答:

一个球是红色的概率是0.4。只有当球确实是红色时,才有可能对红色球做出错误的判断。

假设猜测完全基于球的概率分布[注1],那么猜测蓝色的概率是0.3,同样,猜测绿色的概率也是0.3。如果球确实是红色,这些都是错误的猜测,因为唯一其他的可能猜测是正确的。

如果两个事件是独立的,那么这两个事件同时发生的概率(P Q)是它们概率的乘积。如果两个事件是互斥的,那么其中一个事件发生的概率(P Q)是它们概率的和。

因此,一个球是红色并且被错误分类(为蓝色绿色)的概率是0.4 * (0.3 + 0.3)。

我们还需要加上蓝色球被错误分类为红色或绿色的概率(0.3 * (0.4 + 0.3)),以及绿色球被错误分类为蓝色或红色的概率(0.3 * (0.3 + 0.4)),总共是0.66。这非常接近最大值2/3(当所有概率相等时)。


注解:

  1. 这里我的回答是基于维基百科对基尼不纯度的定义

    基尼不纯度是衡量从集合中随机选择一个元素,如果根据子集中标签的分布进行随机标记,该元素被错误标记的频率的指标。

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